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设计模式-状态模式

2026-11-13 22:50:17 来源:互联网转载

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述状态(State)模式的:

**  状态模式,又称状态对象模式(Pattern of Objects for States),状态模式是对象的行为模式。**

**  状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。**

状态模式的结构

用一句话来表述,状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里,每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候,其行为也随之改变。状态模式的示意性类图如下所示:

状态模式所涉及到的角色有:

●  环境(Context)角色,也成上下文:定义客户端所感兴趣的接口,并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。

●  抽象状态(State)角色:定义一个接口,用以封装环境(Context)对象的一个特定的状态所对应的行为。

●  具体状态(ConcreteState)角色:每一个具体状态类都实现了环境(Context)的一个状态所对应的行为。

源代码

环境角色类

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public class Context { //持有一个State类型的对象实例

private State state; public void setState(State state) { this.state = state;

} /** * 用户感兴趣的接口方法 */

public void request(String sampleParameter) { //转调state来处理

state.handle(sampleParameter);

}

}

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抽象状态类

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public interface State { /** * 状态对应的处理 */

public void handle(String sampleParameter);

}

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具体状态类

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public class ConcreteStateA implements State {

@Override public void handle(String sampleParameter) {        System.out.println("ConcreteStateA handle :" + sampleParameter);}

}

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public class ConcreteStateB implements State {

@Override public void handle(String sampleParameter) {        System.out.println("ConcreteStateB handle :" + sampleParameter);}

}

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客户端类

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public class Client { public static void main(String[] args){ //创建状态

State state = new ConcreteStateB(); //创建环境

Context context = new Context(); //将状态设置到环境中

context.setState(state); //请求

context.request(“test”);

}

}

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从上面可以看出,环境类Context的行为request()是委派给某一个具体状态类的。通过使用多态性原则,可以动态改变环境类Context的属性State的内容,使其从指向一个具体状态类变换到指向另一个具体状态类,从而使环境类的行为request()由不同的具体状态类来执行。

使用场景

考虑一个在线投票系统的应用,要实现控制同一个用户只能投一票,如果一个用户反复投票,而且投票次数超过5次,则判定为恶意刷票,要取消该用户投票的资格,当然同时也要取消他所投的票;如果一个用户的投票次数超过8次,将进入黑名单,禁止再登录和使用系统。

要使用状态模式实现,首先需要把投票过程的各种状态定义出来,根据以上描述大致分为四种状态:正常投票、反复投票、恶意刷票、进入黑名单。然后创建一个投票管理对象(相当于Context)。

系统的结构图如下所示:

源代码

抽象状态类

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public interface VoteState { /** * 处理状态对应的行为

* @param user 投票人

* @param voteItem 投票项

* @param voteManager 投票上下文,用来在实现状态对应的功能处理的时候,

* 可以回调上下文的数据 */

public void vote(String user,String voteItem,VoteManager voteManager);

}

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具体状态类——正常投票

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public class NormalVoteState implements VoteState {

@Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //正常投票,记录到投票记录中

voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);

System.out.println(“恭喜投票成功”);

}

}

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具体状态类——重复投票

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public class RepeatVoteState implements VoteState {

@Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //重复投票,暂时不做处理    System.out.println("请不要重复投票");}

}

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具体状态类——恶意刷票

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public class SpiteVoteState implements VoteState {

@Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { // 恶意投票,取消用户的投票资格,并取消投票记录    String str = voteManager.getMapVote().get(user); if(str != null){        voteManager.getMapVote().remove(user);    }    System.out.println("你有恶意刷屏行为,取消投票资格");}

}

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具体状态类——黑名单

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public class BlackVoteState implements VoteState {

@Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //记录黑名单中,禁止登录系统    System.out.println("进入黑名单,将禁止登录和使用本系统");}

}

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环境类

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public class VoteManager { //持有状体处理对象

private VoteState state = null; //记录用户投票的结果,Map对应Map

private Map mapVote = new HashMap(); //记录用户投票次数,Map对应Map

private Map mapVoteCount = new HashMap(); /** * 获取用户投票结果的Map */

public Map getMapVote() { return mapVote;

} /** * 投票

* @param user 投票人

* @param voteItem 投票的选项 */

public void vote(String user,String voteItem){ //1.为该用户增加投票次数 //从记录中取出该用户已有的投票次数

Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user); if(oldVoteCount == null){

oldVoteCount = 0;

}

oldVoteCount += 1;

mapVoteCount.put(user, oldVoteCount); //2.判断该用户的投票类型,就相当于判断对应的状态 //到底是正常投票、重复投票、恶意投票还是上黑名单的状态

if(oldVoteCount == 1){

state = new NormalVoteState();

} else if(oldVoteCount > 1 && oldVoteCount

state = new RepeatVoteState();

} else if(oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount 8){

state = new BlackVoteState();

} //然后转调状态对象来进行相应的操作

state.vote(user, voteItem, this);

}

}

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客户端类

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public class Client { public static void main(String[] args) {

    VoteManager vm \= new VoteManager(); for(int i=0;i

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