Java狀態設計模式實現物件狀態轉換的優雅方式

2023-09-05 18:04:52

介紹

Java狀態模式(State Pattern)是一種物件導向的設計模式,它將物件的狀態封裝成獨立的狀態物件,並將物件的行為與狀態物件解耦,它允許物件在其內部狀態發生改變時,改變其行為.該模式將物件的行為封裝在不同的狀態物件中,而不是將所有的行為都放在一個類中.

Java狀態模式通產由以下3種角色組成:

狀態介面(State Interface):定義了一組與上下文物件相關的方法,這些方法將在不同狀態下被具體物件實現.
具體狀態(Concrete State):實現了狀態介面,具體狀態物件是不同的狀態實現.
上下文(Context):具有多種狀態的物件,上下文物件可以在執行時改變狀態,從而改變它的行為.

需要注意的是,Java狀態模式的實現有多種方式,如使用介面和抽象類實現狀態,使用列舉實現狀態等.具體的實現方式取決於具體的需求和場景.

實現

假設我們有一個簡單的遊戲,遊戲中的主人公可以在不同的狀態下進行不同的操作.我們可以使用狀態模式來實現這個遊戲的設計.

狀態介面

public interface State {
    /**
     * 移動
     */
    void move();
    /**
     * 攻擊
     */
    void attack();
}

具體狀態

public class IdleState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("靜止狀態下不能移動...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("靜止狀態下不能攻擊...");
    }
}
public class MoveState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("移動中...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("移動狀態下不能攻擊...");
    }
}
public class AttackState implements State{
    /**
     * 移動
     */
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("攻擊狀態下不能移動...");
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("攻擊中...");
    }
}

上下文

public class Context {
    private State state;
    public Context() {
        // 預設靜止狀態
        this.state = new IdleState();
    }
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    /**
     * 移動
     */
    public void move() {
        state.move();
    }
    /**
     * 攻擊
     */
    public void attack() {
        state.attack();
    }
}

測試

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 靜止狀態
        Context context = new Context();
        context.move();
        context.attack();
        // 移動狀態
        context.setState(new MoveState());
        context.move();
        context.attack();
        // 攻擊狀態
        context.setState(new AttackState());
        context.move();
        context.attack();
    }
}

在上面這個例子中,首先我們定義了一個State介面,然後我們定義三個具體的狀態類,IdleState,MoveState和AttackState,分別表示主人公的空閒狀態,移動狀態和攻擊狀態,這些狀態都實現了State介面.接下來我們定義了一個上下文Context,它包含了一個State物件,表示當前的狀態.在Context類中,我們定義了一個setState方法用於改變狀態,以及move和attack方法用於執行相應的操作.