状态模式(State)
状态模式是一种行为设计模式, 让你能在一个对象的内部状态变化时改变其行为, 使其看上去就像改变了自身所属的类一样。
有限状态机
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。
状态模式实现思路
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状态模式建议为对象的所有可能状态新建一个类, 然后将所有状态的对应行为抽取到这些类中。
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原始对象被称为上下文 (context), 它并不会自行实现所有行为, 而是会保存一个指向表示当前状态的状态对象的引用, 且将所有与状态相关的工作委派给该对象。
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如需将上下文转换为另外一种状态, 则需将当前活动的状态对象替换为另外一个代表新状态的对象。 采用这种方式是有前提的: 所有状态类都必须遵循同样的接口, 而且上下文必须仅通过接口与这些对象进行交互。
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这个结构可能看上去与策略模式相似, 但有一个关键性的不同——在状态模式中, 特定状态知道其他所有状态的存在, 且能触发从一个状态到另一个状态的转换;策略则几乎完全不知道其他策略的存在。
状态模式结构

- 上下文 (Context) 保存了对于一个具体状态对象的引用, 并会将所有与该状态相关的工作委派给它。 上下文通过状态接口与状态对象交互, 且会提供一个设置器用于传递新的状态对象。
- 状态 (State) 接口会声明特定于状态的方法。 这些方法应能被其他所有具体状态所理解, 因为你不希望某些状态所拥有的方法永远不会被调用。
- 具体状态 (Concrete States) 会自行实现特定于状态的方法。 为了避免多个状态中包含相似代码, 你可以提供一个封装有部分通用行为的中间抽象类。 状态对象可存储对于上下文对象的反向引用。 状态可以通过该引用从上下文处获取所需信息, 并且能触发状态转移。
- 上下文和具体状态都可以设置上下文的下个状态, 并可通过替换连接到上下文的状态对象来完成实际的状态转换。
优缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 单一职责原则。 将与特定状态相关的代码放在单独的类中 | 如果状态机只有很少的几个状态, 或者很少发生改变, 那么应用该模式可能会显得小题大作 |
| 开闭原则。 无需修改已有状态类和上下文就能引入新状态 | |
| 通过消除臃肿的状态机条件语句简化上下文代码 |