在Java中应用State设计模式 - 编程入门网

在Java中应用State设计模式

对象的状态由各个属性的当前值构成。当我们调用某个对象的setXXX()方法时，通常表示修改它的XXX属性。另外，对象在执行方法时，也可能修改自己的状态。在某些情形下，例如建立事务或机器模型时，对象的状态可能是决定其行为的关键因素，依赖于状态的代码逻辑可能遍布于类的大量方法。State模式的目标就是简化这类代码，把依赖于状态的逻辑集中到一组类，每一个类代表一种不同的状态，避免if语句嵌套过深或过于复杂，转而依赖于多态性来调用不同的方法。

状态模型

如果对象的状态信息很关键，对象会拥有一些变量来指示如何根据状态做出相应的动作。这些变量大量地散布于复杂的多层嵌套if语句中，来描述对象如何响应可能出现的事件。用这种方式建立对象模型的最大缺点在于if语句可能变得相当复杂一旦要修改对象的状态模型，往往有多个方法的许多if语句需要调整。

以传送带的门为例，考虑其状态变化过程为：传送带的门由单个按钮控制，并且假设初始时处于关闭状态。按一下按钮门开始打开，如果在门完全打开之前再次按下按钮，门开始关闭。一旦门完全打开，它将在2秒延时之后自动开始关闭过程。要禁止门自动关闭，可以在门打开之后按一下按钮。图1描述了传送门的状态变化情况。它是一个UML状态机（State Machine），其中click表示按下按钮的动作。显然，与纯文字描述相比UML状态机图示更加直观易懂。

按照常规的设计思路（不使用State设计模式），在模拟传送带工作过程的软件中，可以使用一个Door1对象代表传送门（如图2所示），状态改变事件由传送带软件发送给Door1对象。

图1 UML状态机

图2 状态改变事件发送给Door1对象

在Java中应用State设计模式(2)

Door1类从Observable派生，这样客户程序（例如一个GUI程序）就能够方便地了解传送门状态。Door1类首先定义传送门可能处于的状态，代码如下：

public class Door1 extends Observable { 　　public static final int CLOSED　 = 1; 　　public static final int OPENING　= 2; 　　public static final int OPEN　　 = 3; 　　public static final int CLOSING　= 4; 　　public static final int STAYOPEN = 5; 　　private int state = CLOSED; 　　//... }

status()方法返回传送门状态的文字描述，如下所示：

public String status() { 　　switch (state) { 　　　　case OPENING : 　　　　　　return "正在打开"; 　　　　case OPEN : 　　　　　　//... 　　　　default : 　　　　　　return "已关闭"; 　　} }

当用户点击传送带的按钮时，传送带程序调用Door1对象的click()方法。click()方法模拟图1所示的状态装换过程：

public void click() { 　　if (state == CLOSED) { 　　　　setState(OPENING); 　　} 　　else if (state == OPENING || state == STAYOPEN) { 　　　　setState(CLOSING); 　　} 　　else if (state == OPEN) { 　　　　setState(STAYOPEN); 　　} 　　else if (state == CLOSING) { 　　　　setState(OPENING); 　　} }

Door1类的setState()方法向观察者通知传送门状态改变事件，代码如下：

private void setState(int state) { 　　this.state = state; 　　setChanged(); 　　notifyObservers(); }

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