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状态模式 state

动机

在很多情况下，一个对象的行为取决于一个或多个动态变化的属性，这样的属性叫做状态，这样的对象叫做有状态的(stateful) 对象，这样的对象状态是从事先定义好的一系列值中取出的。当一个这样的对象与外部事件产生互动时，其内部状态就会改变，从而使得系统的行为也随之发生变化

定义

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。其别名为状态对象(Objects for States).

结构

状态模式包含如下角色:

• Context环境类, 拥有状态的对象，环境类有时候可以充当状态管理器(State Manager)的角色.
• State抽象状态类
• ConcreteState具体状态类

classDiagram

class Context{
  +changeState(State *) void
  +request() void
}

class State{
  <<interface>>
  +handle() void
}

class ConcreteStateA{
  +handle() void
}

class ConcreteStateB{
  +handle() void
}

Context *--> State : has more state
State <|.. ConcreteStateA
State <|.. ConcreteStateB

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适用环境

• 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。
• 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，这些条件语句的出现，会导致代码的可维护性和灵活性变差，不能方便地增加和删除状态，使客户类与类库之间的耦合增强。在这些条件语句中包含了对象的行为，而且这些条件对应于对象的各种状态。

优点

• 封装转换规则
• 枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类
• 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
• 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

缺点

• 增加系统类和对象的个数
• 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
• 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