设计模式 ☞ 行为型之状态模式

2021-01-18 10:24:18 浏览数 (1)

1.1 简介

1.1.1 概述

  状态(State)模式的定义:对有状态的对象,把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中,允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。在软件开发过程中,应用程序中的部分对象可能会根据不同的情况做出不同的行为,我们把这种对象称为有状态的对象,而把影响对象行为的一个或多个动态变化的属性称为状态。当有状态的对象与外部事件产生互动时,其内部状态就会发生改变,从而使其行为也发生改变。如人都有高兴和伤心的时候,不同的情绪有不同的行为,当然外界也会影响其情绪变化。   状态模式的解决思想是:当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时,把相关“判断逻辑”提取出来,用各个不同的类进行表示,系统处于哪种情况,直接使用相应的状态类对象进行处理,这样能把原来复杂的逻辑判断简单化,消除了 if-else、switch-case 等冗余语句,代码更有层次性,并且具备良好的扩展力。

1.1.2 优缺点

优点:  ① 结构清晰,状态模式将与特定状态相关的行为局部化到一个状态中,并且将不同状态的行为分割开来,满足“单一职责原则”。  ② 状态类职责明确,有利于程序的扩展。通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换。  ③ 将状态转换显示化,减少对象间的相互依赖。将不同的状态引入独立的对象中会使得状态转换变得更加明确,且减少对象间的相互依赖。

缺点:  ① 状态模式的使用必然会增加系统的类与对象的个数。  ② 状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当会导致程序结构和代码的混乱。  ③ 状态模式对开闭原则的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需要修改对应类的源码。

1.2 案例

  状态模式与有限状态机的概念紧密相关。其主要思想是程序在任意时刻仅可处于几种有限的状态中。在任何一个特定状态中,程序的行为都不相同,且可瞬间从一个状态切换到另一个状态。不过,根据当前状态,程序可能会切换到另外一种状态,也可能会保持当前状态不变。这些数量有限且预先定义的状态切换规则被称为转移。

  在现实生活中也有类似状态模式的案例,比如说小米手机,当手机处于解锁状态时, 按下按键将执行各种功能。当手机处于锁定状态时, 按下任何按键都将解锁屏幕。当手机电量不足时, 按下任何按键都将显示充电页面。下图就是状态模式的结构图。

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