状态模式

《大话设计模式》阅读笔记和总结。原书是C#编写的，本人用Java实现了一遍，包括每种设计模式的UML图实现和示例代码实现。
目录：设计模式
Github地址：DesignPattern

说明

定义：状态模式（State），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。

UML图：

状态模式UML图.png

代码实现：

State类，抽象状态类，定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

abstract class State{
    public abstract void Handle(Context context);
}

ConcreteState类，具体状态。每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。

class ConcreteStateA extends State {

    @Override
    public void Handle(Context context) {
        context.setState(new ConcreteStateB());
    }
}

class ConcreteStateB extends State {

    @Override
    public void Handle(Context context) {
        context.setState(new ConcreteStateA());
    }
}

Context类，维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前的状态。

class Context{
    private State state;
    // 定义Context的初始状态
    public Context(State state){
        this.state = state;
    }

    public State getState() {
        return state;
    }

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
        System.out.println("当前状态:"+state);
    }

    // 对请求做处理，并设置下一状态
    public void Request(){
        state.Handle(this);
    }
}

客户端代码

public class StatePattern {
    public static void main(String[] args){
        Context context = new Context(new ConcreteStateA());
        context.Request();
        context.Request();
        context.Request();
        context.Request();
    }
}

运行结果

当前状态:com.shijc.dp.state.ConcreteStateB@4554617c
当前状态:com.shijc.dp.state.ConcreteStateA@74a14482
当前状态:com.shijc.dp.state.ConcreteStateB@1540e19d
当前状态:com.shijc.dp.state.ConcreteStateA@677327b6

示例

例子：程序员的一天往往是比较固定的，上午的时候精神百倍，中午饿了犯困，需要午休；下午精神还不错，如果能准时下班必是极好的；但是如果加班到晚上，傍晚比较疲惫，如果加班到很晚，那就困极了睡着了。用程序模拟这个过程。

UML图：

状态模式示例UML图.png

代码实现：

抽象状态类，定义一个抽象方法"写程序"

public abstract class WorkState {
    public abstract void WriteProgram(Work w);
}

上午工作状态

public class ForenoonState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        if (w.getHour()<12){
            System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 上午工作，精神百倍");
        }else {
            w.setState(new NoonState());
            w.WriteProgram();
        }

    }
}

中午工作状态

public class NoonState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        if (w.getHour()<13){
            System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 饿了，犯困，午休");
        }else {
            w.setState(new AfternoonState());
            w.WriteProgram();
        }

    }
}

下午工作状态

public class AfternoonState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        if (w.getHour()<17){
            System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 下午状态还不错，继续努力");
        }else {
            w.setState(new EveningState());
            w.WriteProgram();
        }

    }
}

晚上工作状态

public class EveningState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        if (w.isFinish()){
            w.setState(new RestState());
            w.WriteProgram();
        }else {
            if (w.getHour()<21){
                System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 加班哦，疲累至极");
            }else {
                w.setState(new SleepingState());
                w.WriteProgram();
            }
        }


    }
}

睡眠工作状态

public class SleepingState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 不行了，睡着了");

    }
}

下班状态

public class RestState extends WorkState {
    @Override
    public void WriteProgram(Work w) {
        System.out.println("当前时间："+ w.getHour()+"点 下班回家了");

    }
}

工作类

public class Work {
    private WorkState current;
    public Work(){
        //工作初始化为上午工作状态，即上午9点开始上班
        current = new ForenoonState();
    }
    // 钟点属性，状态转换的依据
    private double hour;
    // 任务完成属性
    private boolean finish;

    public double getHour() {
        return hour;
    }

    public void setHour(double hour) {
        this.hour = hour;
    }

    public boolean isFinish() {
        return finish;
    }

    public void setFinish(boolean finish) {
        this.finish = finish;
    }

    public void setState(WorkState state){
        current = state;
    }

    public void WriteProgram(){
        current.WriteProgram(this);
    }
}

客户端代码

public class Main {
    public static void main(String[] args){
        Work emergencyProjects = new Work();
        emergencyProjects.setHour(9);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(10);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(12);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(13);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(14);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(17);

        emergencyProjects.setFinish(false);

        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(19);
        emergencyProjects.WriteProgram();
        emergencyProjects.setHour(22);
        emergencyProjects.WriteProgram();
    }
}

运行结果

当前时间：9.0点 上午工作，精神百倍
当前时间：10.0点 上午工作，精神百倍
当前时间：12.0点 饿了，犯困，午休
当前时间：13.0点 下午状态还不错，继续努力
当前时间：14.0点 下午状态还不错，继续努力
当前时间：17.0点 加班哦，疲累至极
当前时间：19.0点 加班哦，疲累至极
当前时间：22.0点 不行了，睡着了