设计模式（8）状态模式

定义

状态模式中的行为是由状态来决定，不同的状态下有不同的行为。当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

使用场景

• 一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为。
• 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，例如，一个操作中含有大量的多分支语句，且这些分支依赖于该对象的状态。

简单实现

实现效果：首先将电视的状态分为开机与关机状态，开机时可以通过遥控器实现频道切换和调节音量，但是关机时，这些操作都会失效。

首先是普通的实现方法：

public class TVController {
    //开机状态
    private final static int POWER_ON = 1;
    //关机状态
    private final static int POWER_OFF = 2; 
    //默认状态
    private int mState = POWER_OFF;

    public void powerOn() {
        if (mState == POWER_OFF) {
            System.out.println("电视开机了");
        }
        mState = POWER_ON;
    }

    public void powerOff() {
        if (mState ==POWER_ON) {
            System.out.println("电视关机了");
        }
        mState = POWER_OFF;
    }

    public void nextChannel() {
        if (mState == POWER_ON) {
            System.out.println("下一频道");
        } else {
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void prevChannel() {
        if (mState == POWER_ON) {
            System.out.println("上一频道");
        } else {
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void turnUp() {
        if (mState == POWER_ON) {
            System.out.println("调高音量");
        } else {
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void turnDown() {
        if (mState == POWER_ON) {
            System.out.println("调低音量");
        } else {
            System.out.println("没有开机");
        }
    }
}

可以看到，每次执行通过判断当前状态来进行操作，部分的代码重复，假设状态和功能增加，就会越来越难以维护。这时可以使用状态模式，如下：

电视的操作

/**
 * 电视状态接口，定义了电视的操作函数
 * 
 * */
public interface TVState {

    public void nextChannel();
    public void prevChannel();
    public void turnUp();
    public void turnDown();

}

关机状态

/**
 * 
 * 关机状态，操作无结果
 * 
 * */
public class PowerOffState implements TVState {

    @Override
    public void nextChannel() {

    }

    @Override
    public void prevChannel() {

    }

    @Override
    public void turnUp() {

    }

    @Override
    public void turnDown() {

    }
}

开机状态

/**
 * 
 * 开机状态，操作有效
 * 
 * */
public class PowerOnState implements TVState {

    @Override
    public void nextChannel() {
        System.out.println("下一频道");
    }

    @Override
    public void prevChannel() {
        System.out.println("上一频道");
    }

    @Override
    public void turnUp() {
        System.out.println("调高音量");
    }

    @Override
    public void turnDown() {
        System.out.println("调低音量");
    }
}

电源操作接口

/**
 * 电源操作接口
 * 
 * */
public interface PowerController {
    public void powerOn();

    public void powerOff();
}

电视遥控器

/**
 * 电视遥控器
 * 
 **/
public class TVController implements PowerController {

    TVState mTVState;

    public void setTVState(TVState mTVState) {
        this.mTVState = mTVState;
    }

    @Override
    public void powerOn() {
        setTVState(new PowerOnState());
        System.out.println("开机了");
    }

    @Override
    public void powerOff() {
        setTVState(new PowerOffState());
        System.out.println("关机了");
    }

    public void nextChannel() {
        mTVState.nextChannel();
    }

    public void prevChannel() {
        mTVState.prevChannel();
    }

    public void turnUp() {
        mTVState.turnUp();
    }

    public void turnDown() {
        mTVState.turnDown();
    }
}

调用：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TVController tvController = new TVController();
        //设置开机状态
        tvController.powerOn();
        //下一频道
        tvController.nextChannel();
        //调高音量
        tvController.turnUp();
        //关机
        tvController.powerOff();
        //调低音量，此时不会生效
        tvController.turnDown();
    }
}

结果

开机了
下一频道
调高音量
关机了

可以看出，状态模式将这些行为封装到状态类中，在进行操作时将这些功能转发给状态对象，不同的状态有不同的实现，去除了重复了if-else语句，这正是状态模式的精髓所在。

与策略模式的区别

状态模式与策略模式的结构几乎是一样的，就像是孪生兄弟。但是他们的目地、本质不一样。状态模式的行为是平行的、不可替换的，策略模式的行为是彼此独立的、可相互替换的。状态模式，通常是自我控制状态的改变。而策略模式，是由外部指定使用什么样的策略。

Android实战中的使用

• 登录系统，根据用户是否登录，判断事件的处理方式
• Wi-Fi管理，在不同的状态下，WiFi的扫描请求处理不一

总结

（1）优点

将所有与一个特定的状态相关的行为都放入一个状态对象中，它提供了一个更好的方法来组织与特定状态相关的代码，将繁琐的状态判断转换成结构清晰的状态类族，在避免代码膨胀的同时也保证了可扩展性与可维护性。

（2）缺点

状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。