State模式

情景引入

在面向对象编程中，是用类表示对象的。也就是说，程序的设计者需要考虑用类来表示什么东
西。类对应的东西可能存在于真实世界中，也可能不存在于真实世界中。对于后者,可能有人看到
代码后会感到吃惊:这些东西居然也可以是类啊。

在State模式中，我们用类来表示状态。State 的意思就是“状态”。 在现实世界中，我们会考虑
各种东西的“状态”，但是几乎不会将状态当作“东西”看待。因此，可能大家很难理解“用类来
表示状态”的意思。

在本章中，我们将要学习用类来表示状态的方法。以类来表示状态后，我们就能通过切换类来
方便地改变对象的状态。当需要增加新的状态时，如何修改代码这个问题也会很明确。

示例程序

功能描述

金库报警系统

类的一览表

名字	说明
State	表示金库状态的接口
DayState	表示“白天”状态的类。它实现了State接口
NightState	表示“晚上”状态的类。它实现了State接口
Context	表示管理金库状态，并与警报中心联系的接口
SafeFrame	实现了Context接口。在它内部持有按钮和画面显示等UI信息
Main	测试程序行为的类

UML

主要代码

State 类

public interface State {
    void doClock(Context context, int hour);

    void doUse(Context context);

    void doAlarm(Context context);

    void doPhone(Context context);

}

DayState 类

public class DayState implements State {
    private static DayState singleton = new DayState();

    private DayState() {
    }

    public static DayState getSingleton() {
        return singleton;
    }

    @Override
    public void doClock(Context context, int hour) {
        if (hour < 9 || 17 <= hour) {
            context.changeState(NightState.getSingleton());
        }
    }

    @Override
    public void doUse(Context context) {
        context.recordLog("使用金库（白天）");
    }

    @Override
    public void doAlarm(Context context) {
        context.callSecurityCenter("按下警铃（白天）");
    }

    @Override
    public void doPhone(Context context) {
        context.callSecurityCenter("正常通话（白天）");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "[ 白天 ]";
    }
}

NightState 类

public class NightState implements State{
    private static NightState singleton = new NightState();

    private NightState() {
    }

    public static NightState getSingleton() {
        return singleton;
    }

    @Override
    public void doClock(Context context, int hour) {
        if (hour >= 9 && 17 > hour) {
            context.changeState(DayState.getSingleton());
        }
    }

    @Override
    public void doUse(Context context) {
        context.recordLog("紧急：晚上使用金库");

    }

    @Override
    public void doAlarm(Context context) {
        context.callSecurityCenter("按下警铃（夜晚）");

    }

    @Override
    public void doPhone(Context context) {
        context.callSecurityCenter("晚上的通话录音");

    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[ 夜晚 ]";
    }
}

Context 类

public interface Context {
    void setClock(int hour) ;
    void changeState(State state) ;
    void callSecurityCenter (String msg) ;
    void recordLog (String msg) ;
}

SafeFrame 类

public class SafeFrame extends Frame implements Context, ActionListener {
    private TextField textClock = new TextField(60);//显示当前时间
    private TextArea textScreen = new TextArea(10, 60);//显示警报中心的记录
    private Button buttonUse = new Button(" 使用金库");//使用金库按钮
    private Button buttonAlarm = new Button(" 按下警铃");//按下警铃按钮
    private Button buttonPhone = new Button(" 正常通话");//正常通话按钮
    private Button buttonExit = new Button(" 结束");//结束按钮
    private State state = DayState.getSingleton();//当前的状态

    //构造函数
    public SafeFrame(String title) {
        super(title);
        setBackground(Color.lightGray);
        setLayout(new BorderLayout());
        //配置textClock
        add(textClock, BorderLayout.NORTH);
        textClock.setEditable(false);
        //配置textScreen
        add(textScreen, BorderLayout.CENTER);
        textScreen.setEditable(false);

        //为界面添加按钮
        Panel panel = new Panel();
        panel.add(buttonUse);
        panel.add(buttonAlarm);
        panel.add(buttonPhone);
        panel.add(buttonExit);
        //配置界面
        add(panel, BorderLayout.SOUTH);

        //显示
        pack();
        show();

        //设置监听器
        buttonUse.addActionListener(this);
        buttonAlarm.addActionListener(this);
        buttonPhone.addActionListener(this);
        buttonExit.addActionListener(this);
    }

    //按钮被按下后该方法会被调用
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println(e.toString());
        if (e.getSource() == buttonUse) {
            //金库使用按钮
            state.doUse(this);
        } else if (e.getSource() == buttonAlarm) { // 按下警铃按钮
            state.doAlarm(this);
        } else if (e.getSource() == buttonPhone) { //正常通话按钮
            state.doPhone(this);
        } else if (e.getSource() == buttonExit) { //结束按钮
            System.exit(0);
        } else {
            System.out.println("?");
        }
    }


    //设置时间

    public void setClock(int hour) {
        String clockstring = "现在时间是";
        if (hour < 10) {
            clockstring += "0" + hour + ":00";
        } else
            clockstring += hour + ":00";
        System.out.println(clockstring);
        textClock.setText(clockstring);
        state.doClock(this, hour);
    }

    //改变状态
    public void changeState(State state) {
        System.out.println("从" + this.state + "状态变为了" + state + "状态。");
        this.state = state;
    }

    //联系警报中心
    public void callSecurityCenter(String msg) {
        textScreen.append("call!" + msg + "\n");
    }

    //在警报中心留下记录
    public void recordLog(String msg) {
        textScreen.append("record ..." + msg + "\n");
    }

}

Main 类

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SafeFrame frame = new SafeFrame("State Sample");
        while (true) {
            for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {
                frame.setClock(hour); // 设置时间
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }

    }
}