介绍

意图:允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

主要解决:对象的行为依赖于它的状态(属性),并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用:代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决:将各种具体的状态类抽象出来。

关键代码:通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且,状态模式的实现类的方法,一般返回值,或者是改变实例变量的值。也就是说,状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能,覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样,也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。

应用实例: 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中,'钟是抽象接口','钟A'等是具体状态,'曾侯乙编钟'是具体环境(Context)。

优点: 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点: 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景: 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。

注意事项:在行为受状态约束的时候使用状态模式,而且状态不超过 5 个。

 

实现图

 

状态模式的 UML 图

Golang实现

公共类

type Week interface {
	Today()
	Next(*DayContext)
}

type DayContext struct {
	today Week
}

func NewDayContext() *DayContext {
	return &DayContext{
		today: &Sunday{},
	}
}

func (d *DayContext) Today() {
	d.today.Today()
}

func (d *DayContext) Next() {
	d.today.Next(d)
}

子类

type Sunday struct{}

func (*Sunday) Today() {
	fmt.Printf("Sunday\n")
}

func (*Sunday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Monday{}
}

type Monday struct{}

func (*Monday) Today() {
	fmt.Printf("Monday\n")
}

func (*Monday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Tuesday{}
}

type Tuesday struct{}

func (*Tuesday) Today() {
	fmt.Printf("Tuesday\n")
}

func (*Tuesday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Wednesday{}
}

type Wednesday struct{}

func (*Wednesday) Today() {
	fmt.Printf("Wednesday\n")
}

func (*Wednesday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Thursday{}
}

type Thursday struct{}

func (*Thursday) Today() {
	fmt.Printf("Thursday\n")
}

func (*Thursday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Friday{}
}

type Friday struct{}

func (*Friday) Today() {
	fmt.Printf("Friday\n")
}

func (*Friday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Saturday{}
}

type Saturday struct{}

func (*Saturday) Today() {
	fmt.Printf("Saturday\n")
}

func (*Saturday) Next(ctx *DayContext) {
	ctx.today = &Sunday{}
}

test

func ExampleWeek() {
	fmt.Println(111)
	ctx := NewDayContext()
	todayAndNext := func() {
		ctx.Today()
		ctx.Next()
	}

	for i := 0; i < 8; i++ {
		todayAndNext()
	}
	// Output:
	// Sunday
	// Monday
	// Tuesday
	// Wednesday
	// Thursday
	// Friday
	// Saturday
	// Sunday
}

 

总结:从一个类的不同状态直接衍生多个子类,子类有公共方法,然后通过公共类来调用。这样最大的优点是保持了各种状态的独立性,也封装了转换规则。