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設計パターン・状態パターンの学習の書き方を記録します。使用される JDK バージョンはバージョン 1.8 です。

州(州)

Intent : オブジェクトの内部状態が変化したときにオブジェクトの動作を変更できるようにします。
構造:
ここに画像の説明を挿入します

で：

Context は、クライアントが関心のあるインターフェイスを定義し、現在の状態を定義する ConcreteState サブクラスのインスタンスを維持します。
State は、コンテキストの特定の状態に関連する動作をカプセル化するインターフェイスを定義します。
ConcreteState (具体的な状態のサブクラス) 各サブクラスは、Context の状態に関連する動作を実装します。

適用性:

オブジェクトの動作はその状態によって決定され、実行時に状態に基づいて動作を変更する必要があります。
操作には、複数の分岐を持つ多数の条件文が含まれており、これらの分岐はオブジェクトの状態に依存します。

状態パターンの例のクラス図

【例】エレベーターの状態をボタンで制御するエレベーターにはドアの開状態、閉状態、停止状態、運転状態があります。すべての状態変更は、他の状態に基づいて更新する必要がある場合があります。例えば、エレベータドアが走行状態であれば開扉動作はできないが、エレベータドアが停止状態であれば開扉動作は可能である。
ここに画像の説明を挿入します

この UML クラス図を使用して状態パターンの例を実装します。

抽象状態クラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//抽象状态类
public abstract class LiftState {
    
    

    //定义一个环境角色，也就是封装状态的变化引起的功能变化
    //声明环境角色类变量
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) {
    
    
        this.context = context;
    }

    //电梯开启操作
    public abstract void open();

    //电梯关闭操作
    public abstract void close();

    //电梯运行操作
    public abstract void run();

    //电梯停止操作
    public abstract void stop();
}

環境役割クラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//环境角色类
public class Context {
    
    

    //定义对应状态对象的常量
    public final static OpeningState OPENING_STATE=new OpeningState();
    public final static ClosingState CLOSING_STATE=new ClosingState();
    public final static RunningState RUNNING_STATE=new RunningState();
    public final static StoppingState STOPPING_STATE=new StoppingState();

    //定义一个当前电梯状态变量
    private LiftState liftState;

    public LiftState getLiftState() {
    
    
        return liftState;
    }

    //设置当前状态对象
    public void setLiftState(LiftState liftState) {
    
    
        this.liftState = liftState;
        //设置当前状态对象中的Context对象
        this.liftState.setContext(this);
    }

    public void open(){
    
    
        this.liftState.open();
    }

    public void close(){
    
    
        this.liftState.close();
    }

    public void run(){
    
    
        this.liftState.run();
    }

    public void stop(){
    
    
        this.liftState.stop();
    }
}

エレベーターのオープンステータスクラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//电梯开启状态类
public class OpeningState extends LiftState{
    
    

    //当前状态要执行的方法
    @Override
    public void open() {
    
    
        System.out.println("电梯开启。。。");
    }

    @Override
    public void close() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //调用当前状态中的context中的close方法
        super.context.close();
    }

    @Override
    public void run() {
    
    
        //因为要开启，还没到运行所以什么都不做
    }

    @Override
    public void stop() {
    
    
        //因为要开启，还没到停止所以什么都不做
    }
}

エレベーター閉状態クラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//电梯关闭状态类
public class ClosingState extends LiftState{
    
    

    //电梯门关闭再打开，很合理
    @Override
    public void open() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        //调用当前状态中的context中的open方法
        super.context.open();
    }

    //当前状态要执行的方法
    @Override
    public void close() {
    
    
        System.out.println("电梯门关闭。。。");
    }

    //电梯门关了再运行，很合理
    @Override
    public void run() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        //调用当前状态中的context中的run方法
        super.context.run();
    }

    //电梯门关着，我就不按楼层
    @Override
    public void stop() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        //调用当前状态中的context中的stop方法
        super.context.stop();
    }
}

エレベーター運行状況クラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//电梯运行状态类
public class RunningState extends LiftState{
    
    

    //运行的时候开电梯门，是不允许的，所以什么都不做
    @Override
    public void open() {
    
    

    }

    //运行状态电梯门肯定是关闭的，所以什么也不做
    @Override
    public void close() {
    
    

    }

    //当前状态要执行的方法
    @Override
    public void run() {
    
    
        System.out.println("电梯正在运行。。。");
    }

    //既能运行，必然要停止
    @Override
    public void stop() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        //调用当前状态中的context中的stop方法
        super.context.stop();
    }
}

エレベーター停止状態クラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//电梯停止状态类
public class StoppingState extends LiftState{
    
    

    //电梯停止再开门，很合理
    @Override
    public void open() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给ClosingState子类执行这个歌动作
        super.context.getLiftState().open();
    }

    //虽然可以关闭，但这个状态不归我管
    @Override
    public void close() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给ClosingState子类执行这个歌动作
        super.context.getLiftState().close();
    }

    //电梯停止再运行起来，很合理
    @Override
    public void run() {
    
    
        //修改状态
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给ClosingState子类执行这个歌动作
        super.context.getLiftState().run();
    }

    //当前状态要执行的方法
    @Override
    public void stop() {
    
    
        System.out.println("电梯停止了。。。");
    }
}

テストクラス

package com.example.deesign_patterns.state;

//测试类
public class Client {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建环境角色对象
        Context context=new Context();
        //设置当前电梯状态,这里设置为正在运行状态
        context.setLiftState(new RunningState());
        context.open();
        context.close();
        context.run();
        context.stop();
    }
}

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利点：

特定の状態に関連するすべての動作をクラスに入れると、新しい状態を簡単に追加できます。オブジェクトの動作を変更するには、オブジェクトの状態を変更するだけです。
状態遷移ロジックを、巨大な条件文ブロックの代わりに状態オブジェクトと統合できるようにします。

欠点:

ステートモードを使用すると、システムクラスとオブジェクトの数が必然的に増加します。
状態パターンの構造と実装は比較的複雑であるため、不適切に使用すると、プログラムの構造やコードが混乱する可能性があります。
状態パターンは、開閉原則をあまり適切にサポートしていません。

設計パターン 状態パターン 注記