设计模式之行为型模式（八）：状态模式

1. 状态模式概述

• 概述

  • 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
  • 状态模式就是一个关于多态的设计模式，《代码整洁之道》和《重构》都提到：应使用多态取代条件表达式

• 特点

  • 优点：将与特定状态相关的行为封装到一个状态对象中，使用多态代替 if-else 或者 switch-case 状态判断
  • 缺点：必然导致类增加，这也是使用多态不可避免的问题

• Demo

  • 定义一个用户状态枚举类

    public enum State {
        NORMAL, PLUS
    }

  • 用户的功能接口

    public interface IUser {
        void mockInterview();
    }

  • 用户状态切换接口

    public interface ISwitchState {
        void purchasePlus();
    
        void expire();
    }

  • 力扣用户类

    public class User implements IUser, ISwitchState {
        private State state = State.NORMAL;
    
        @Override
        public void mockInterview() {
            if (state == State.PLUS) {
                System.out.println("开始模拟面试");
            } else {
                System.out.println("模拟面试是 Plus 会员专享功能");
            }
        }
    
        @Override
        public void purchasePlus() {
            state = State.PLUS;
        }
    
        @Override
        public void expire() {
            state = State.NORMAL;
        }
    }

    • 判断用户状态会产生大量的分支判断语句，导致代码冗长
    • 当状态有增加或减少时，需要改动多个地方，违反开闭原则

  • 利用多态特性重构，为每个状态新建一个状态类。普通用户

    class Normal implements IUser {
    
        @Override
        public void mockInterview() {
            System.out.println("模拟面试是 Plus 会员专享功能");
        }
    }

  • PLUS 会员

    class Plus implements IUser {
    
        @Override
        public void mockInterview() {
            System.out.println("开始模拟面试");
        }
    }

  • 使用状态模式的用户类

    class User implements IUser, ISwitchState {
    
        IUser state = new Normal();
    
        @Override
        public void mockInterview() {
            state.mockInterview(); // 丑陋的状态判断语句消失了
        }
    
        @Override
        public void purchasePlus() {
            state = new Plus();
        }
    
        @Override
        public void expire() {
            state = new Normal();
        }
    }

  • 客户端测试

    public class Client {
    
        @Test
        public void test() {
            // 用户初始状态为普通用户
            User user = new User();
            // 输出：模拟面试是 Plus 会员专享功能
            user.mockInterview();
    
            // 用户购买 Plus 会员，状态改变
            user.purchasePlus();
            // 输出：开始模拟面试
            user.mockInterview();
    
            // Plus 会员过期，变成普通用户，状态改变
            user.expire();
            // 输出：模拟面试是 Plus 会员专享功能
            user.mockInterview();
        }
    }