状态模式PPT.ppt

标题标题标题,第一级,第二级,第三级,*,D,esign,P,atterns,状态模式,河南理工大学,大纲,状态模式概述,状态模式的结构与实现,状态模式的应用实例,共享状态,使用环境类实现状态转换,状态模式的优缺点与适用环境,2,状态模式概述,H,2,O,的三种状态（未考虑临界点）,3,状态模式概述,分析,在软件系统中：,有些对象具有,多种状态,这些状态在某些情况下,能够相互转换,对象在不同的状态下将,具有不同的行为,复杂的,条件判断语句,来进行状态的判断和转换操作,导致代码的可维护性和灵活性下降,出现新的状态时，代码的扩展性很差，客户端代码也需要进行相应的修改，,违背了开闭原则,class TestXYZ,int behaviour;,/Getter and Setter,.,public void HandleAll(),if(behaviour=0),/do something,else if(behaviour=1),/do something,else if(behaviour=2),/do something,else if(behaviour=3),/do something,.some more else if.,4,状态模式概述,状态模式的定义,对象行为型,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。,State Pattern:,Allow an object to,alter its behavior when its internal state changes,.,The object will appear to change its class.,5,状态模式概述,状态模式的定义,又名,状态对象,(Objects for States),用于解决系统中,复杂对象的状态转换以及不同状态下行为的封装问题,将,一个对象的,状态从该对象中分离,出来，封装到专门的,状态类,中，使得对象状态可以灵活变化,对于,客户端,而言，,无须关心对象状态的转换以及对象所处的当前状态,，无论对于何种状态的对象，客户端都可以一致处理,6,状态模式的结构与实现,状态模式的结构,7,状态模式的结构与实现,状态模式的结构,状态模式包含以下,3,个角色：,Context,（环境类）,State,（抽象状态类）,ConcreteState,（具体状态类）,8,状态模式的结构与实现,状态模式的实现,典型的抽象状态类代码：,abstract class State,/,声明抽象业务方法，不同的具体状态类,可以,有,不同,的实现,public,abstract void Handle();,9,状态模式的结构与实现,状态模式的实现,典型的具体状态类代码：,class ConcreteState:State,public,override void Handle(),/,方法具体实现代码,10,状态模式的结构与实现,状态模式的实现,典型的环境类代码：,class Context,private,State state;/,维持一个对抽象状态对象的引用,private,int value;/,其他属性值，该属性值的变化可能会导致对象状态发生变化,/,设置状态对象,public,void SetState(State state),this.state,=state;,public,void Request(),/,其他代码,state.Handle,();/,调用状态对象的业务方法,/,其他代码,11,状态模式的结构与实现,状态模式的实现,状态转换的实现：,(1),统一由,环境类,来负责状态之间的转换，环境类充当了,状态管理器,(State Manager),角色,public void ChangeState(),/,判断属性值，根据属性值进行状态转换,if(value=0),this.SetState(new,ConcreteStateA();,else,if(value=1),this.SetState(new,ConcreteStateB();,.,12,状态模式的结构与实现,状态模式的实现,状态转换的实现：,(2),由,具体状态类,来负责状态之间的转换，可以,在具体状态类的业务方法中判断环境类的某些属性值,，再根据情况为环境类设置新的状态对象，实现状态转换,public void ChangeState(Context ctx),/,根据环境对象中的属性值进行状态转换,if(ctx.Value=1),ctx.SetState(new,ConcreteStateB();,else,if(ctx.Value=2),ctx.SetState(new,ConcreteStateC();,.,13,状态模式的应用实例,实例说明,某软件公司要为一银行开发一套信用卡业务系统，银行账户,(Account),是该系统的核心类之一，通过分析，该软件公司开发人员发现在系统中账户存在,3,种状态，且在不同状态下账户存在不同的行为，具体说明如下：,(1),如果账户中余额大于等于,0,，则账户的状态为正常状态,(Normal State),，此时用户既可以向该账户存款也可以从该账户取款；,(2),如果账户中余额小于,0,，并且大于,-2000,，则账户的状态为透支状态,(Overdraft State),，此时用户既可以向该账户存款也可以从该账户取款，但需要按天计算利息；,(3),如果账户中余额等于,-2000,，那么账户的状态为受限状态,(Restricted State),，此时用户只能向该账户存款，不能再从中取款，同时也将按天计算利息；,(4),根据余额的不同，以上,3,种状态可发生相互转换。,现使用状态模式设计并实现银行账户状态的转换。,14,状态模式的应用实例,实例分析与类图,银行账户状态图,15,状态模式的应用实例,实例分析与类图,银行账户结构图,16,状态模式,状态模式实例与解析,实例一：论坛用户等级,在某论坛系统中，用户可以发表留言，发表留言将增加积分；用户也可以回复留言，回复留言也将增加积分；用户还可以下载文件，下载文件将扣除积分。该系统用户分为三个等级，分别是新手、高手和专家，这三个等级对应三种不同的状态，这三种状态分别定义如下：,(1),如果积分小于,100,分，则为新手状态，用户可以发表留言、回复留言，但是不能下载文件。如果积分大于等于,1000,分，则转换为专家状态；如果积分大于等于,100,分，则转换为高手状态。,(2),如果积分大于等于,100,分但小于,1000,分，则为高手状态，用户可以发表留言、回复留言，还可以下载文件，而且用户在发表留言时可以获取双倍积分。如果积分小于,100,分，则转换为新手状态；如果积分大于等于,1000,分，则转换为专家状态；如果下载文件后积分小于,0,，则不能下载该文件。,(3),如果积分大于等于,1000,分，则为专家状态，用户可以发表留言、回复留言和下载文件，用户除了在发表留言时可以获取双倍积分外，下载文件只扣除所需积分的一半。如果积分小于,100,分，则转换为新手状态；如果积分小于,1000,分，但大于等于,100,，则转换为高手状态；如果下载文件后积分小于,0,，则不能下载该文件。,17,状态模式,18,共享状态,动机,在有些情况下，,多个环境对象可能需要共享同一个状态,如果希望在系统中实现多个环境对象共享一个或多个状态对象，那么需要,将这些状态对象定义为环境类的静态成员对象,19,共享状态,实例,某,系统要求两个开关对象要么都处于开的状态，要么都处于关的状态，在使用时它们的状态必须保持一致，开关可以由开转换到关，也可以由关转换到开,。,试使用状态模式来实现开关的设计。,20,共享状态,结构,开关及其状态设计结构图,21,使用环境类实现状态转换,动机,对于,客户端,而言，,无须关心状态类,，可以为环境类设置默认的状态类，将状态的转换工作交给环境类（或具体状态类）来完成，,具体的转换细节对于客户端而言是透明的,可以通过,环境类,来,实现状态转换,，环境类作为一个,状态管理器,，统一实现各种状态之间的转换操作,22,使用环境类实现状态转换,实例,现,要,开发,一个屏幕放大镜工具，其具体功能描述如下：,用户单击“放大镜”按钮之后屏幕将放大一倍，,再,单击,一,次“放大镜”按钮屏幕再放大一倍，第三,次,单击,该,按钮后屏幕将还原到默认大小。,试使用状态模式来设计该屏幕放大镜工具。,23,使用环境类实现状态转换,结构,屏幕放大镜工具结构图,24,状态模式的优缺点与适用环境,模式优点,封装了状态的转换规则,，可以对状态转换代码进行,集中管理,，而不是分散在一个个业务方法中,将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,，只需要注入一个不同的状态对象即可使环境对象拥有不同的行为,允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是提供一个巨大的条件语句块,，可以避免使用庞大的条件语句来将业务方法和状态转换代码交织在一起,可以让多个环境对象,共享一个状态对象,，从而,减少系统中对象的个数,25,状态模式的优缺点与适用环境,模式缺点,会,增加系统中类和对象的个数,，,导致系统运行开销增大,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混乱，增加系统设计的难度,对开闭原则的支持并不太好,，增加新的状态类需要修改负责状态转换的源代码，否则无法转换到新增状态；而且修改某个状态类的行为也需要修改对应类的源代码,26,状态模式的优缺点与适用环境,模式适用环境,对象的,行为依赖于,它的,状态,（例如某些属性值），,状态的改变将导致行为的变化,在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，并且导致客户类与类库之间的耦合增强,27,END,Thanks!,28,