状态模式 State

1、什么是状态模式

状态模式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，将对象的行为包装在不同的状态类中，对象在运行时根据内部状态的改变而改变它的行为。

2、为什么使用状态模式

封装了转换规则：状态模式将每个状态的行为封装在一个类中，使得转换规则更加清晰，易于理解和维护。
减少条件语句：状态模式减少了对象中大量的条件语句，提高了代码的可读性和可维护性。
状态切换更加灵活：状态模式使得状态切换变得更加灵活，可以在运行时动态地改变对象的状态。

3、如何使用状态模式

设计实现一个电梯状态：开门、关门、上升、下降等

// 状态接口interface ElevatorState {    void open();    void close();    void up();    void down();}
// 具体状态1：开门class OpenState implements ElevatorState {    @Override    public void open() {        System.out.println("The door is already open.");    }
    @Override    public void close() {        System.out.println("Closing the door.");    }
    @Override    public void up() {        System.out.println("Cannot go up while the door is open.");    }
    @Override    public void down() {        System.out.println("Cannot go down while the door is open.");    }}
// 具体状态2：关门class CloseState implements ElevatorState {    @Override    public void open() {        System.out.println("Opening the door.");    }
    @Override    public void close() {        System.out.println("The door is already closed.");    }
    @Override    public void up() {        System.out.println("Going up.");    }
    @Override    public void down() {        System.out.println("Going down.");    }}
// 上下文类，维护当前状态class ElevatorContext {    private ElevatorState currentState;
    // 设置当前状态    void setCurrentState(ElevatorState currentState) {        this.currentState = currentState;    }
    // 调用状态的方法    void open() {        currentState.open();    }
    void close() {        currentState.close();    }
    void up() {        currentState.up();    }
    void down() {        currentState.down();    }}
// 客户端代码public class Client {    public static void main(String[] args) {        ElevatorContext elevator = new ElevatorContext();
        // 初始状态为关门        elevator.setCurrentState(new CloseState());
        // 执行操作        elevator.open();        elevator.up();        elevator.close();        elevator.down();    }}

4、是否存在缺陷和不足

状态模式引入了多个状态类，有可能增加系统中类的数量。
如果状态切换的逻辑比较复杂，会增加状态模式的复杂度。

5、如何缓解缺陷和不足

如果实际业务场景中，存在相似的状态行为，建议考虑合并相似行为的状态，减少状态类的数量。
尽量简化状态切换的逻辑，保持状态模式的清晰性。

备忘录模式 Memento

1、什么是备忘录模式

备忘录模式允许对象在不暴露内部状态的情况下保存和恢复状态，通过将对象的状态保存到备忘录对象中，以便后续需要时恢复到该状态。

2、为什么使用备忘录模式

封装了对象状态：备忘录模式将对象的状态封装到备忘录中，使得对象的状态对外部是不可见的。
支持撤销和恢复：备忘录模式支持将对象恢复到之前的状态，从而实现撤销的功能。

3、如何使用备忘录模式

设计实现一个文本编辑器，用户可以输入文本并且可以随时保存编辑器的状态

// 备忘录类class EditorMemento {    private final String content;
    EditorMemento(String content) {        this.content = content;    }
    String getContent() {        return content;    }}
// 原发器类class TextEditor {    private StringBuilder content = new StringBuilder();
    // 创建备忘录    EditorMemento createMemento() {        return new EditorMemento(content.toString());    }
    // 恢复备忘录    void restoreMemento(EditorMemento memento) {        this.content = new StringBuilder(memento.getContent());    }
    // 修改文本内容    void addText(String text) {        content.append(text);    }
    // 获取当前文本内容    String getContent() {        return content.toString();    }}
// 负责人类class EditorHistory {    private Stack<EditorMemento> history = new Stack<>();
    // 将备忘录保存到历史记录中    void save(EditorMemento memento) {        history.push(memento);    }
    // 从历史记录中获取最近的备忘录    EditorMemento undo() {        if (!history.isEmpty()) {            return history.pop();        }        return null;    }}
// 客户端代码public class Client {    public static void main(String[] args) {        TextEditor editor = new TextEditor();        EditorHistory history = new EditorHistory();
        // 输入文本        editor.addText("Hello, ");        System.out.println("Current Content: " + editor.getContent());
        // 保存备忘录        history.save(editor.createMemento());
        // 输入更多文本        editor.addText("World!");        System.out.println("Current Content: " + editor.getContent());
        // 撤销操作，恢复到之前的状态        editor.restoreMemento(history.undo());        System.out.println("After Undo: " + editor.getContent());    }}

4、是否存在缺陷和不足

如果备忘录对象占用大量内存，可能会导致资源消耗较大。
如果原发器类的内部状态包含对其他对象的引用，备忘录模式无法完全保护这些对象的封装性。

5、如何缓解缺陷和不足

精简备忘录：如果备忘录对象占用大量内存，可以考虑设计更加精简的备忘录对象，只保存必要的状态。
深拷贝：如果原发器类的内部状态包含对其他对象的引用，可以使用深拷贝技术来复制这些对象，保护对象的封装性。

ITPub博客

行为型设计模式（三）：状态模式 & 备忘录模式

状态模式 State

1、什么是状态模式

2、为什么使用状态模式

3、如何使用状态模式

4、是否存在缺陷和不足

5、如何缓解缺陷和不足

备忘录模式 Memento

1、什么是备忘录模式

2、为什么使用备忘录模式

3、如何使用备忘录模式

4、是否存在缺陷和不足

5、如何缓解缺陷和不足

最新文章