狀態模式(State pattern): 允許對象在內部狀態改變時改變它的行爲, 對象看起來好象改了它的類。
狀態模式的詳解
簡單描述，狀態模式把所研究對象的行文包裝在不同的狀態對象裏，所有的狀態對象都是抽象狀態的子類。狀態模式的目的就是一個狀態對象在其內部改變的時候，此狀態對象的行爲也隨之改變。
類圖：
角色說明：
抽象狀態角色（State）：定義一個接口，用以封裝環境（Context）對象的一個特定的狀態所對應的行爲。
具體狀態角色（ConcreteState）：每一個具體狀態都實現了環境（Context）的一個狀態所對應的行爲。
環境角色（Context）：也是上下文意思，定義客戶端所感興趣的接口，並且保留一個具體狀態的實例。這個具體狀態類的實例給出此環境對象的現有狀態。
代碼演示，抽象狀態類：
public interface State {
/**
* 狀態對應的改變
*/
public void change(String sampleParameter);
}環境狀態類：
public class Context {
// 持有一個State類型的對象實例
private State state;
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
/**
* 用戶感興趣的接口方法
*/
public void request(String sampleParameter) {
// 轉調state來處理
state.change(sampleParameter);
}
}具體狀態類1：
public class ConcreteState1 implements State {
@Override
public void change(String sampleParameter) {
System.out.println("具體狀態類1進行行爲改變：" + sampleParameter);
}
}具體狀態類2：
public class ConcreteState2 implements State {
@Override
public void change(String sampleParameter) {
System.out.println("具體狀態類2進行行爲改變：" + sampleParameter);
}
}客戶端測試類：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 創建狀態
State state = new ConcreteState1();
// 創建環境
Context context = new Context();
// 將狀態設置到環境中
context.setState(state);
// 請求
context.request("Holle world");
}
}運行結果：
從上面的例子可以看出，環境狀態類裏面是通過行爲request()來委派一個具體狀態類來改變的。通過多態性原則，我們可以隨意改變環境狀態類裏面的state屬性，使其可以變換的指向任意一個具體狀態角色，從而使環境狀態類的行爲request()裏面由不同的具體狀態類來執行。
適用場景
一個在線投票系統，要實現控制同一個用戶只能投一次票。如果同一個用戶投一次票是投票成功；再投就記爲重複投票；超過5次就記爲惡意刷票，將取消此用戶的投票記錄；超過8次就記爲黑名單，禁止登陸和使用本系統。
用狀態模式來實現，抽象狀態角色（State）就是投票的狀態，而具體狀態角色（ConcreteState）就有：正常投票、反覆投票、惡意刷票、進入黑名單。再創建一個投票管理的對象，這個就相當於環境狀態角色（Context）。
類圖：
代碼演示，抽象的投票狀態類：
public interface VoteState {
/**
* 狀態對應行爲的處理
*
* @param user
* 投票人
* @param voteItem
* 投票項
* @param voteManager
* 投票上下文，當需要改變投票狀態時可以回調上下文數據
*/
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager);
}正常投票類：
public class NormalVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 正常投票，記錄到投票記錄中
voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
System.out.println(user+"，恭喜你投票成功");
}
}重複投票類：
public class RepeatVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 重複投票，暫時不做處理
System.out.println(user + "，請不要重複投票");
}
}惡意投票類：
public class SpiteVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 惡意投票，取消用戶的投票資格，並取消投票記錄
String str = voteManager.getMapVote().get(user);
if (str != null) {
voteManager.getMapVote().remove(user);
}
System.out.println(user + "，你有惡意刷屏行爲，取消投票資格");
}
}進入黑名單類：
public class BlackVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 記錄進入黑名單，禁止登錄系統
System.out.println(user + "，你已進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統");
}
}投票管理類：
public class VoteManager {
// 持有具體狀態對象
private VoteState state = null;
// 記錄用戶投票的結果，數據記錄爲Map<用戶名稱，投票的選項>
private Map<String, String> mapVote = new HashMap<String, String>();
// 記錄用戶投票次數，數據記錄爲Map<用戶名稱，投票的次數>
private Map<String, Integer> mapVoteCount = new HashMap<String, Integer>();
/**
* 獲取用戶投票結果的Map
*/
public Map<String, String> getMapVote() {
return mapVote;
}
/**
* 投票邏輯處理方法
*
* @param user 投票人
*
* @param voteItem 投票的選項
*/
public void vote(String user, String voteItem) {
// 1.爲該用戶增加投票次數
// 從記錄中取出該用戶已有的投票次數
Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
if (oldVoteCount == null) {
// 該用戶第一次投票情況，先實例化爲0，而後再添加
oldVoteCount = 0;
}
oldVoteCount += 1;
mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
// 2.判斷該用戶的投票類型，就相當於判斷對應的狀態
// 到底是正常投票、重複投票、惡意投票還是上黑名單的狀態
if (oldVoteCount == 1) {
state = new NormalVoteState();
} else if (oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5) {
state = new RepeatVoteState();
} else if (oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount < 8) {
state = new SpiteVoteState();
} else if (oldVoteCount > 8) {
state = new BlackVoteState();
}
// 然後轉調狀態對象來進行相應的操作
state.vote(user, voteItem, this);
}
}客戶端測試類：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
VoteManager vm = new VoteManager();
for (int i = 0; i < 11; i++) {
// 張三，投票B選項
vm.vote("張三", "B");
}
}
}運行結果：
狀態模式的總結
理解狀態模式的狀態和行爲，狀態就是指對象中屬性的值，而行爲是指對象中的功能、或說對象中的方法。
狀態模式的目的就是分離狀態的行爲，通過維護狀態的變化來調用不同狀態對應的不同功能。即是說，狀態和行爲是相關聯的，關係大概是：狀態決定行爲。
狀態模式中的狀態是運行時期才被改變的，所以行爲也會在運行期隨着狀態的改變而改變。
狀態模式的優點：
- 狀態模式將具體的狀態和與之相關的行爲進行局部化，而後將不同的具體狀態分割開來，易於管理和維護。
- 正是將不同的具體狀態分割開來，以減少不同狀態之間的耦合。
- 所有特定的狀態和行爲都分別封裝在一個具體的狀態中，這種情況下，很容易增加新的狀態、以及實現狀態的裝換。
缺點：
- 當業務邏輯慢慢的擴大之後，會導致過多的具體狀態類。並且環境狀態角色會變得臃腫，變得難以管理和維護。
