状态模式之星际应用

一个对象有多种状态，在不同的状态下，同一种方法有不同的行为。如果用swich-case语句，将有大量的条件分支和逻辑代码混在一起。状态模式将每个状态封装到一个独立的类中，利用多态性使得不同状态下同一种方法表现不同的行为。

状态模式的UML图如下：

星际中人族的机枪兵Marine有两种状态：普通状态和打了兴奋针后的状态，两种状态下机枪兵的开枪频率是不同的，我们用状态模式来实现机枪兵的fire()方法。

首先定义抽象状态State接口，这个接口指定了机枪兵的fire行为：

public interface State {

    public void fire();

}

State接口有一个fire()方法，我们实现两个子类NormalState和ExcitedState，分别表示普通状态和打了兴奋针后的状态，并实现具体的fire方法：

public class NormalState implements State {

    public void fire() {

       System.out.println("普通状态每秒开枪1次。");

    }

}

public class ExcitedState implements State {

    public void fire() {

       System.out.println("兴奋状态每秒开枪2次。");

    }

}

最后，定义机枪兵类Marine，每个Marine的实例代表一个机枪兵：

public class Marine {

    // 保持一个状态类的实例：

    private State state = new NormalState();

    // 为机枪兵设置状态：

    public void setState(State state) {

       this.state = state;

    }

    // fire()方法，实际调用的是state变量的fire()方法：

    public void fire() {

       state.fire();

    }

}

最后我们看看如何在客户端控制一个机枪兵的状态：

public static void main(String[] args) {

    // 创建一个机枪兵的实例：

    Marine marine = new Marine();

    // 调用fire()方法：

    marine.fire();

    // 设置为兴奋状态：

    marine.setState(new ExcitedState());

    // 再调用fire()方法：

    marine.fire();

}

对同一个Marine对象调用两次fire()方法，屏幕输出为：

普通状态每秒开枪1次。

兴奋状态每秒开枪2次。

可见机枪兵在两种状态下的同一个fire()方法有不同的行为。

使用状态模式的好处是每个状态被封装到一个独立的类中，这些类可以独立变化，而主对象中没有繁琐的swich-case语句，并且添加新的状态非常容易，只需要从State派生一个新类即可。