26.2 状态模式的定义

上面的例子中多次提到状态，本节讲的就是状态模式，什么是状态模式呢？其定义如下：

Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class.（当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。）

状态模式的核心是封装，状态的变更引起了行为的变更，从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。状态模式的通用类图如图26-5所示。

图26-5 状态模式通用类图

我们先来看看状态模式中的3个角色。

• State——抽象状态角色

接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。

• ConcreteState——具体状态角色

每一个具体状态必须完成两个职责：本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地说， 就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。

• Context——环境角色

定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。

状态模式相对来说比较复杂，它提供了一种对物质运动的另一个观察视角，通过状态变更促使行为的变化，就类似水的状态变更一样，一碗水的初始状态是液态，通过加热转变为气态，状态的改变同时也引起体积的扩大，然后就产生了一个新的行为：鸣笛或顶起壶盖， 瓦特就是这么发明蒸汽机的。我们再来看看状态模式的通用源代码，首先来看抽象环境角色，如代码清单26-14所示。

代码清单26-14 抽象环境角色

public abstract class State {
    //定义一个环境角色，提供子类访问
    protected Context context;
    //设置环境角色
    public void setContext(Context _context){
        this.context = _context;
    }
    //行为1
    public abstract void handle1();
    //行为2
    public abstract void handle2();
}

抽象环境中声明一个环境角色，提供各个状态类自行访问，并且提供所有状态的抽象行为，由各个实现类实现。具体环境角色如代码清单26-15所示。

代码清单26-15 环境角色

public class ConcreteState1 extends State {
    
    @Override
    public void handle1() {
        //本状态下必须处理的逻辑
    }
    @Override
    public void handle2() {
        //设置当前状态为stat2
        super.context.setCurrentState(Context.STATE2);
        //过渡到state2状态，由Context实现
        super.context.handle2();
    }
}
public class ConcreteState2 extends State {
    @Override
    public void handle1() {
        //设置当前状态为state1
        super.context.setCurrentState(Context.STATE1);
        //过渡到state1状态，由Context实现
        super.context.handle1();
    }
    @Override
    public void handle2() {
        //本状态下必须处理的逻辑
    }
}

具体环境角色有两个职责：处理本状态必须完成的任务，决定是否可以过渡到其他状态。我们再来看环境角色，如代码清单26-16所示。

代码清单26-16 具体环境角色

public class Context {
    //定义状态
    public final static State STATE1 = new ConcreteState1();
    public final static State STATE2 = new ConcreteState2();
    //当前状态
    private State CurrentState;
    //获得当前状态
    public State getCurrentState() {
        return CurrentState;
    }
    //设置当前状态
    public void setCurrentState(State currentState) {
        this.CurrentState = currentState;
        //切换状态
        this.CurrentState.setContext(this);
    }
    //行为委托
    public void handle1(){
        this.CurrentState.handle1();
    }
    public void handle2(){
        this.CurrentState.handle2();
    }
}

环境角色有两个不成文的约束：

• 把状态对象声明为静态常量，有几个状态对象就声明几个静态常量。
• 环境角色具有状态抽象角色定义的所有行为，具体执行使用委托方式。

我们再来看场景类如何执行，如代码清单26-17所示。

代码清单26-17 具体环境角色

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //定义环境角色
        Context context = new Context();
        //初始化状态
        context.setCurrentState(new ConcreteState1());
        //行为执行
        context.handle1();
        context.handle2();
    }
}

看到没？我们已经隐藏了状态的变化过程，它的切换引起了行为的变化。对外来说，我们只看到行为的发生改变，而不用知道是状态变化引起的。