状态
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。
状态模式(State)经常用在带有状态的对象中。
什么是状态?我们以QQ聊天为例,一个用户的QQ有几种状态:
- 离线状态(尚未登录);
- 正在登录状态;
- 在线状态;
- 忙状态(暂时离开)。
如何表示状态?我们定义一个enum
就可以表示不同的状态。但不同的状态需要对应不同的行为,比如收到消息时:
if (state == ONLINE) {
// 闪烁图标
} else if (state == BUSY) {
reply("现在忙,稍后回复");
} else if ...
状态模式的目的是为了把上述一大串if...else...
的逻辑给分拆到不同的状态类中,使得将来增加状态比较容易。
例如,我们设计一个聊天机器人,它有两个状态:
- 未连线;
- 已连线。
对于未连线状态,我们收到消息也不回复:
public class DisconnectedState implements State {
public String init() {
return "Bye!";
}
public String reply(String input) {
return "";
}
}
对于已连线状态,我们回应收到的消息:
public class ConnectedState implements State {
public String init() {
return "Hello, I'm Bob.";
}
public String reply(String input) {
if (input.endsWith("?")) {
return "Yes. " + input.substring(0, input.length() - 1) + "!";
}
if (input.endsWith(".")) {
return input.substring(0, input.length() - 1) + "!";
}
return input.substring(0, input.length() - 1) + "?";
}
}
状态模式的关键设计思想在于状态切换,我们引入一个BotContext
完成状态切换:
public class BotContext {
private State state = new DisconnectedState();
public String chat(String input) {
if ("hello".equalsIgnoreCase(input)) {
// 收到hello切换到在线状态:
state = new ConnectedState();
return state.init();
} else if ("bye".equalsIgnoreCase(input)) {
/ 收到bye切换到离线状态:
state = new DisconnectedState();
return state.init();
}
return state.reply(input);
}
}
这样,一个价值千万的AI聊天机器人就诞生了:
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
BotContext bot = new BotContext();
for (;;) {
System.out.print("> ");
String input = scanner.nextLine();
String output = bot.chat(input);
System.out.println(output.isEmpty() ? "(no reply)" : "< " + output);
}
试试效果:
> hello
< Hello, I'm Bob.
> Nice to meet you.
< Nice to meet you!
> Today is cold?
< Yes. Today is cold!
> bye
< Bye!
练习
新增BusyState状态表示忙碌。
小结
状态模式的设计思想是把不同状态的逻辑分离到不同的状态类中,从而使得增加新状态更容易;
状态模式的实现关键在于状态转换。简单的状态转换可以直接由调用方指定,复杂的状态转换可以在内部根据条件触发完成。