《Android 源码设计模式解析与实战》读书笔记 - 状态模式

定义:状态模式中的行为是由状态来决定,不同的状态下有不同的行为。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。

使用场景

1.一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时根据状态改变它的行为。
2.代码中包含大量与对象状态有关的条件语句,例如,一个操作中含有大量的多分支语句,且这些分支依赖于该对象的状态。

简单实现

实现效果:首先将电视的状态分为开机与关机状态,开机时可以通过遥控器实现频道切换和调节音量,但是关机时,这些操作都会失效。

普通的实现方法:

public class TVController {
    //开机状态
    private final static int POWER_ON = 1;
    //关机状态
    private final static int POWER_OFF = 2; 
    //默认状态
    private int mState = POWER_OFF;

    public void powerOn(){
        if(mState ==POWER_OFF){
            System.out.println("电视开机了");
        }
        mState = POWER_ON;
    }

    public void powerOff(){
        if(mState ==POWER_ON){
            System.out.println("电视关机了");
        }
        mState = POWER_OFF;
    }

    public void nextChannel(){
        if(mState ==POWER_ON){
            System.out.println("下一频道");
        }else{
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void prevChannel(){
        if(mState ==POWER_ON){
            System.out.println("上一频道");
        }else{
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void turnUp(){
        if(mState ==POWER_ON){
            System.out.println("调高音量");
        }else{
            System.out.println("没有开机");
        }
    }

    public void turnDown(){
        if(mState ==POWER_ON){
            System.out.println("调低音量");
        }else{
            System.out.println("没有开机");
        }
    }
}

可以看到,每次执行通过判断当前状态来进行操作,部分的代码重复,假设状态和功能增加,就会越来越难以维护。这时可以使用状态模式,如下:

电视的操作

/**
 * 电视状态接口,定义了电视的操作函数
 * 
 * */
public interface TVState {

    public void nextChannel();
    public void prevChannel();
    public void turnUp();
    public void turnDown();

}
12345678910111213

关机状态

/**
 * 
 * 关机状态,操作无结果
 * 
 * */
public class PowerOffState implements TVState{

    @Override
    public void nextChannel() {

    }

    @Override
    public void prevChannel() {

    }

    @Override
    public void turnUp() {

    }

    @Override
    public void turnDown() {

    }
}

开机状态

/**
 * 
 * 开机状态,操作有效
 * 
 * */
public class PowerOnState implements TVState{

    @Override
    public void nextChannel() {
        System.out.println("下一频道");
    }

    @Override
    public void prevChannel() {
        System.out.println("上一频道");
    }

    @Override
    public void turnUp() {
        System.out.println("调高音量");
    }

    @Override
    public void turnDown() {
        System.out.println("调低音量");
    }
}

电源操作接口

/**
 * 电源操作接口
 * 
 * */
public interface PowerController {
    public void powerOn();

    public void powerOff();
}

电视遥控器

/**
 * 电视遥控器
 * 
 * */
public class TVController implements PowerController{

    TVState mTVState;

    public void setTVState(TVState mTVState){
        this.mTVState = mTVState;
    }

    @Override
    public void powerOn() {
        setTVState(new PowerOnState());
        System.out.println("开机了");
    }

    @Override
    public void powerOff() {
        setTVState(new PowerOffState());
        System.out.println("关机了");
    }

    public void nextChannel(){
        mTVState.nextChannel();
    }

    public void prevChannel(){
        mTVState.prevChannel();
    }

    public void turnUp(){
        mTVState.turnUp();
    }

    public void turnDown(){
        mTVState.turnDown();
    }
}

调用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TVController tvController = new TVController();
        //设置开机状态
        tvController.powerOn();
        //下一频道
        tvController.nextChannel();
        //调高音量
        tvController.turnUp();
        //关机
        tvController.powerOff();
        //调低音量,此时不会生效
        tvController.turnDown();
    }
}

结果

开机了
下一频道
调高音量
关机了1234

可以看出,状态模式将这些行为封装到状态类中,在进行操作时将这些功能转发给状态对象,不同的状态有不同的实现,去除了重复了if-else语句,这正是状态模式的精髓所在。

与策略模式的区别

状态模式与策略模式的结构几乎是一样的,就像是孪生兄弟。但是他们的目地、本质不一样。状态模式的行为是平行的、不可替换的,策略模式的行为是彼此独立的、可相互替换的。状态模式,通常是自我控制状态的改变。而策略模式,是由外部指定使用什么样的策略。

Android实战中的使用

  1. 登录系统,根据用户是否登录,判断事件的处理方式。
  2. Wi-Fi管理,在不同的状态下,WiFi的扫描请求处理不一。

总结

  1. 优点
    • 将所有与一个特定的状态相关的行为都放入一个状态对象中,它提供了一个更好的方法来组织与特定状态相关的代码,将繁琐的状态判断转换成结构清晰的状态类族,在避免代码膨胀的同时也保证了可扩展性与可维护性。
  2. 缺点
    • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。

文章作者: Weicools
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