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Java狀態(tài)設(shè)計模式實現(xiàn)對象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的優(yōu)雅方式

更新時間：2023年04月22日 09:38:51 作者：.番茄炒蛋

Java狀態(tài)設(shè)計模式通過將對象的行為和狀態(tài)分離，使對象能夠根據(jù)不同的狀態(tài)進行不同的行為操作。它通過將狀態(tài)抽象成一個獨立的類來實現(xiàn)對狀態(tài)的封裝，從而簡化了復(fù)雜的條件判斷和狀態(tài)轉(zhuǎn)換

介紹

Java狀態(tài)模式(State Pattern)是一種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式,它將對象的狀態(tài)封裝成獨立的狀態(tài)對象,并將對象的行為與狀態(tài)對象解耦,它允許對象在其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時,改變其行為.該模式將對象的行為封裝在不同的狀態(tài)對象中,而不是將所有的行為都放在一個類中.

Java狀態(tài)模式通產(chǎn)由以下3種角色組成:

狀態(tài)接口(State Interface):定義了一組與上下文對象相關(guān)的方法,這些方法將在不同狀態(tài)下被具體對象實現(xiàn).
具體狀態(tài)(Concrete State):實現(xiàn)了狀態(tài)接口,具體狀態(tài)對象是不同的狀態(tài)實現(xiàn).
上下文(Context):具有多種狀態(tài)的對象,上下文對象可以在運行時改變狀態(tài),從而改變它的行為.

需要注意的是,Java狀態(tài)模式的實現(xiàn)有多種方式,如使用接口和抽象類實現(xiàn)狀態(tài),使用枚舉實現(xiàn)狀態(tài)等.具體的實現(xiàn)方式取決于具體的需求和場景.

實現(xiàn)

假設(shè)我們有一個簡單的游戲,游戲中的主人公可以在不同的狀態(tài)下進行不同的操作.我們可以使用狀態(tài)模式來實現(xiàn)這個游戲的設(shè)計.

狀態(tài)接口

public interface State {
    /**
     * 移動
     */
    void move();
    /**
     * 攻擊
     */
    void attack();
}

具體狀態(tài)

public class IdleState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("靜止狀態(tài)下不能移動...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("靜止狀態(tài)下不能攻擊...");
    }
}
public class MoveState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("移動中...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("移動狀態(tài)下不能攻擊...");
    }
}
public class AttackState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("攻擊狀態(tài)下不能移動...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("攻擊中...");
    }
}

上下文

public class Context {
    private State state;
    public Context() {
        // 默認靜止狀態(tài)
        this.state = new IdleState();
    }
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    /**
     * 移動
     */
    public void move() {
        state.move();
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    public void attack() {
        state.attack();
    }
}

測試

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 靜止狀態(tài)
        Context context = new Context();
        context.move();
        context.attack();
        // 移動狀態(tài)
        context.setState(new MoveState());
        context.move();
        context.attack();
        // 攻擊狀態(tài)
        context.setState(new AttackState());
        context.move();
        context.attack();
    }
}

在上面這個例子中,首先我們定義了一個State接口,然后我們定義三個具體的狀態(tài)類,IdleState,MoveState和AttackState,分別表示主人公的空閑狀態(tài),移動狀態(tài)和攻擊狀態(tài),這些狀態(tài)都實現(xiàn)了State接口.接下來我們定義了一個上下文Context,它包含了一個State對象,表示當前的狀態(tài).在Context類中,我們定義了一個setState方法用于改變狀態(tài),以及move和attack方法用于執(zhí)行相應(yīng)的操作.

總結(jié)

優(yōu)點

狀態(tài)模式使得添加狀態(tài)變得簡單,只需要添加一個新的狀態(tài)類即可.
狀態(tài)模式通過將狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯封裝在狀態(tài)類中,使得對象的狀態(tài)變化更加明確和清晰.
狀態(tài)模式使得狀態(tài)切換變得更簡單,只需要調(diào)用對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換方法即可.

缺點

狀態(tài)模式會導(dǎo)致系統(tǒng)中類的數(shù)量增加,增加代碼的復(fù)雜度.
狀態(tài)模式可能會導(dǎo)致狀態(tài)切換的流程變得復(fù)雜.

應(yīng)用場景

當對象的行為取決于其狀態(tài),并且該狀態(tài)可以在運行時發(fā)生改變時,狀態(tài)模式就是一種很好的選擇.
當一個對象需要根據(jù)其狀態(tài)執(zhí)行不同的操作時,狀態(tài)模式非常有用.
當需要動態(tài)地向?qū)ο筇砑有碌男袨闀r,狀態(tài)模式是一種很好的選擇.

一些常見的應(yīng)用場景包括:訂單狀態(tài);用戶登錄狀態(tài);游戲狀態(tài)等等.

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