设计模式使用场景实现示例及优缺点(行为型模式——状态模式)

在一个遥远的国度中,有一个被称为“变幻之城”的神奇城堡。这座城堡有一种特殊的魔法,能够随着王国的需求改变自己的形态和功能。这种神奇的变化是由一个古老的机制控制的,那就是传说中的“状态宝石”。

在变幻之城中,有四颗宝石,分别代表着不同的状态:和平、战争、丰收和灾难。每当国王决定需要改变城堡的功能时,他就会召集他的四位顾问,每位顾问负责一颗状态宝石。国王会与顾问们讨论当前的国家状况,然后选择一个最适合的状态。

比如,在和平时期,和平宝石会被激活,城堡变成一个庞大的图书馆和学术研究中心,鼓励人们学习和交流知识。而在战争来临时,战争宝石便会发光,城堡则转变为坚不可摧的堡垒,城墙厚重,箭塔林立,保护国民免受侵害。

每次状态的转换都是庄严而神圣的仪式,全城的人都会聚集在城堡广场,见证宝石的力量和城堡的变化。随着时间的推移,这座城堡不仅成为了国家的象征,也成为了人们心中希望和变革的源泉。

然而,真正的挑战来自于灾难宝石的管理。灾难宝石只在最危急的时刻被启用,城堡会转变为避难所和救援中心,为国民提供庇护和援助。但是,灾难宝石的力量非常强大,如果使用不当,可能会带来不可预测的后果。

有一次,当国王生病,无法决策时,一位野心勃勃的顾问擅自启动了灾难宝石,试图借此控制整个王国。城堡开始失控地变形,国民陷入恐慌。幸好,国王及时康复,与其他三位忠诚的顾问一起制止了这场灾难,恢复了城堡的秩序。

状态模式(State Pattern)

状态模式(State Pattern)是一种行为设计模式,它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。这种模式通过将状态相关的行为封装在状态对象中,使得当对象的内部状态改变时,其行为也会随之改变,类似于它改变了其类。

核心组件

  • Context(上下文):维护一个指向当前状态对象的引用,并将与状态相关的工作委托给它。
  • State(状态):定义一个接口以封装与上下文的一个特定状态相关的行为。
  • ConcreteState(具体状态):实现状态接口的类,每个类对应一种状态和该状态下的行为。

适用场景

  1. 对象的行为依赖于它的状态
    • 对象行为随内部状态改变而改变时,可以使用状态模式而不是在对象操作中使用大量的条件分支。
  2. 业务逻辑包含大量与对象状态有关的条件语句
    • 当一个操作中包含巨大的多分支条件转移语句,且这些分支依赖于对象状态时,状态模式可以将分支处理移动到它们各自的状态类中。

实现实例

以音乐播放器的播放、暂停、停止等状态转换为例,通过状态模式管理状态改变带来的行为改变。

状态接口(State Interface)

定义了状态相关行为的方法。

public interface State {void doAction(Context context); // 执行与状态相关的行为,并更新上下文的状态
}

具体状态(Concrete State)

实现不同状态下的具体行为。

PlayingState
public class PlayingState implements State {public void doAction(Context context) {System.out.println("Music is playing"); // 执行播放音乐的行为context.setState(this); // 更新上下文的状态}public String toString(){return "Playing State"; // 返回状态信息}
}
PausedState
public class PausedState implements State {public void doAction(Context context) {System.out.println("Music is paused"); // 执行暂停音乐的行为context.setState(this); // 更新上下文的状态}public String toString(){return "Paused State"; // 返回状态信息}
}
StoppedState
public class StoppedState implements State {public void doAction(Context context) {System.out.println("Music is stopped"); // 执行停止音乐的行为context.setState(this); // 更新上下文的状态}public String toString(){return "Stopped State"; // 返回状态信息}
}

上下文(Context)

管理和委托给当前状态对象的类。

public class MusicPlayerContext {private State state; // 当前状态对象public MusicPlayerContext(){state = null; // 初始化状态为空}public void setState(State state){this.state = state; // 设置当前状态}public State getState(){return state; // 获取当前状态}
}

客户端代码(Client Code)

演示状态模式的使用。

public class Client {public static void main(String[] args) {MusicPlayerContext context = new MusicPlayerContext(); // 创建上下文对象State playing = new PlayingState(); // 创建播放状态对象playing.doAction(context); // 执行播放音乐的行为并更新状态System.out.println(context.getState().toString()); // 输出当前状态信息State paused = new PausedState(); // 创建暂停状态对象paused.doAction(context); // 执行暂停音乐的行为并更新状态System.out.println(context.getState().toString()); // 输出当前状态信息State stopped = new StoppedState(); // 创建停止状态对象stopped.doAction(context); // 执行停止音乐的行为并更新状态System.out.println(context.getState().toString()); // 输出当前状态信息}
}

解释

  • 状态接口(State Interface):定义了 doAction(Context context) 方法,所有具体状态类都必须实现这个方法。
  • 具体状态(Concrete State):实现 State 接口,定义了在特定状态下的具体行为。PlayingStatePausedStateStoppedState 分别定义了播放、暂停和停止音乐的行为。
  • 上下文(Context)MusicPlayerContext 类保存了当前状态对象,并提供了设置和获取当前状态的方法。
  • 客户端代码(Client Code):客户端代码创建具体的状态和上下文对象,并通过执行行为和更新状态来模拟音乐播放器的状态转换。

这种设计模式的优势在于将与状态相关的行为局部化,并且将特定状态的行为分配到代表该状态的类中。这样做可以避免代码中的大量条件语句,并使得系统更易于理解和维护。

优缺点

优点
  1. 封装状态转换规则
    • 状态模式将所有与某个状态相关的行为都封装在一个类中,也可以在类内部维护状态转换的逻辑。
  2. 增加新的状态简单
    • 添加新状态只需增加一个新的具体状态类,无需修改现有的代码,符合开闭原则。
缺点
  1. 增加对象数量
    • 每个状态都需要一个具体的类,随着状态数量增加,系统中类的个数也会增多。

类图

+----------------+         +---------------+         +-----------------+
|    Context     |<------->|     State     |<--------|  ConcreteState  |
+----------------+         +---------------+         +-----------------+
| - state        |         | + doAction()  |         | + doAction()    |
+----------------+         +---------------+         +-----------------+

总结

状态模式通过将每个状态的行为封装在对应的状态类中,使得状态转换逻辑分布于这些状态类,而非其他对象。这种模式适合于状态多变且相互依赖的系统,可以清晰地组织和管理状态转换的逻辑。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/872919.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

神经网络中的激活函数举例,它们各自的特点,以及哪个激活函数效果更好,为什么

sigmoid&#xff1a; \(\sigma(x)1/(1e^{-x})\)&#xff1b; 优&#xff1a;将数值压缩到 0 1&#xff0c;导数为 \(\sigma(x)(1-\sigma(x))\) 好算。劣&#xff1a;输出均值非0&#xff08;0.5&#xff09;&#xff0c;梯度消失&#xff08;Gradient vanishing&#xff09;每次…

Java中的迭代器(Iterator)

Java中的迭代器&#xff08;Iterator&#xff09; 1、 迭代器的基本方法2、 迭代器的使用示例3、注意事项4、克隆与序列化5、结论 &#x1f496;The Begin&#x1f496;点点关注&#xff0c;收藏不迷路&#x1f496; 在Java中&#xff0c;迭代器&#xff08;Iterator&#xff0…

langchain 入门指南(三)- token的计算

前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站&#xff0c;通俗易懂&#xff0c;风趣幽默&#xff0c;忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站。 在上一篇文章中&#xff0c;我们知道了&#xff0c;ChatOpenAI 对象调用 invoke 方法返回的的信息中&#xff0c; 包含了输入的 token 数…

Web开发:四角线框效果(HTML、CSS、JavaScript)

目录 一、实现效果 二、完整代码 三、页面准备 1、页面结构 2、初始样式 3、现有效果 三、线框实现 1、需求分析 2、线框结构 3、线框大小 4、线框位置 5、线框样式 6、移动线框 7、添加过渡效果 8、使用CSS变量 一、实现效果 如下图所示&#xff0c;当鼠标移动…

html 单页面引用vue3和element-plus

引入方式&#xff1a; element-plus基于vue3.0&#xff0c;所以必须导入vue3.0的js文件&#xff0c;然后再导入element-plus自身所需的js以及css文件&#xff0c;导入文件有两种方法&#xff1a;外部引用、下载本地使用 通过外部引用ElementPlus的css和js文件 以及Vue3.0文件 …

光热熔盐储能

长时储能的新赛道上&#xff0c;多种技术正在加速竞逐&#xff0c;谁最有可能成为其中的王者&#xff1f; 液流电池、压缩空气储能、重力储能&#xff1f;储能行业的玩家们通常不会想到的答案是光热熔盐储能。 1 基础的原理 光热发电系统包括太阳能集热、传储热、发电三大模…

DP讨论——适配器、桥接、代理、装饰器模式通用理解

学而时习之&#xff0c;温故而知新。 共性 适配器、桥接、代理和装饰器模式&#xff0c;实现上基本没啥区别&#xff0c;怎么区分&#xff1f;只能从上下文理解&#xff0c;看目的是啥。 它们&#xff0c;我左看上看下看右看&#xff0c;发现理解可以这么简单:都是A类调用B/…

MK米客方德推出新一代工业级SD NAND

--更长寿命、更高速度、更优功耗 目录 --更长寿命、更高速度、更优功耗 1.LGA-8封装&#xff1a; 2.工业级SLC存储颗粒&#xff1a; 3.高IOPS性能&#xff1a; 4.健康状态侦测(Smart Function)&#xff1a; 5.内嵌ECC校验、坏块管理、垃圾回收、磨损平均算法等功能。 6…

大厂面试官问我:Redis为什么使用哈希槽的方式进行数据分片?为什么不适用一致性哈希的方式?【后端八股文十三:Redis 集群哈希八股文合集(1)】

本文为【Redis 集群哈希 八股文合集&#xff08;1&#xff09;】初版&#xff0c;后续还会进行优化更新&#xff0c;欢迎大家关注交流~ hello hello~ &#xff0c;这里是绝命Coding——老白~&#x1f496;&#x1f496; &#xff0c;欢迎大家点赞&#x1f973;&#x1f973;关注…

whisper-api语音识别语音翻译高性能兼容openai接口协议的开源项目

whisper-api 介绍 使用openai的开源项目winsper语音识别开源模型封装成openai chatgpt兼容接口 软件架构 使用uvicorn、fastapi、openai-whisper等开源库实现高性能接口 更多介绍 [https://blog.csdn.net/weixin_40986713/article/details/138712293](https://blog.csdn.n…

leetcode-46. 全排列

题目描述 给定一个不含重复数字的数组 nums &#xff0c;返回其 所有可能的全排列 。你可以 按任意顺序 返回答案。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;nums [1,2,3] 输出&#xff1a;[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]示例 2&#xff1a; 输入&#xf…

【ELK+Kafka+filebeat分布式日志收集】分布式日志收集详解

分布式日志收集是一种用于在分布式系统中收集、聚合、存储和分析日志数据的技术。随着系统规模的扩大和分布式架构的普及,单节点的日志收集和处理方案已经难以满足需求。因此,分布式日志收集系统应运而生。以下是分布式日志收集的详细讲解: 一、背景 1、为什么需要分布式日…

百日筑基第二十三天-23种设计模式-创建型总汇

百日筑基第二十三天-23种设计模式-创建型总汇 前言 设计模式可以说是对于七大设计原则的实现。 总体来说设计模式分为三大类&#xff1a; 创建型模式&#xff0c;共五种&#xff1a;单例模式、简单工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。结构型模式&#xff0c;共…

防洪墙的安全内容检测+http请求头

1、华为的IAE引擎&#xff1a;内部工作过程 IAE引擎主要是针对2-7层进行一个数据内容的检测 --1、深度检测技术 (DPI和DPF是所有内容检测都必须要用到的技术) ---1、DPI--深度包检测&#xff0c;针对完整的数据包&#xff0c;进行内容的识别和检测 1、基于特征子的检…

Windows图形界面(GUI)-DLG-C/C++ - 列表视图(ListView)

公开视频 -> 链接点击跳转公开课程博客首页 -> ​​​​​​链接点击跳转博客主页 目录 列表视图(ListView) 控件类型 初始化控件环境 示例代码 列表视图(ListView) 控件类型 详细信息视图&#xff08;Report View&#xff09;&#xff1a;数据以列的形式显示&…

Collections.unmodifiableList

Collections.unmodifiableList 是 Java Collections Framework 提供的一个方法&#xff0c;用于创建一个不可修改的视图&#xff08;unmodifiable view&#xff09;列表。这个方法返回的列表是对原始列表的一个包装&#xff0c;任何对这个包装列表的修改操作都会抛出 Unsupport…

数据分析01——系统认识数据分析

1.数据分析的全貌 1.1观测 1.1.1 观察 &#xff08;1&#xff09;采集数据 a.采集数据&#xff1a;解析系统日志 当你在看视频的时候———就会产生日志———解析日志———得到数据 b.采集数据&#xff1a;埋点获取新数据&#xff08;自定义记录新的信息&#xff09; 日志…

vue3中的watch函数

watch函数 作用&#xff1a;监听数一个或者多个数据的变化&#xff0c;数据变化时执行回调函数&#xff0c;两个额外的参数&#xff1a;1、immediate&#xff08;立即执行&#xff09;2、deep&#xff08;深度监听&#xff09; 监听单个数据&#xff1a; <script setup&g…

【Vue】Vue3 安装 Tailwind CSS 入门

初始化 Vue 3 项目 npm install -g vue/cli vue create my-project安装 Tailwind CSS 进入你的项目目录&#xff0c;然后安装 Tailwind CSS 和其依赖项&#xff1a; npm install -D tailwindcss postcss autoprefixer配置 PostCSS Tailwind CSS 需要通过 PostCSS 进行处理。…

Python酷库之旅-第三方库Pandas(029)

目录 一、用法精讲 74、pandas.api.interchange.from_dataframe函数 74-1、语法 74-2、参数 74-3、功能 74-4、返回值 74-5、说明 74-6、用法 74-6-1、数据准备 74-6-2、代码示例 74-6-3、结果输出 75、pandas.Series类 75-1、语法 75-2、参数 75-3、功能 75-4…