Stan w języku Java

Stan to behawioralny wzorzec projektowy pozwalający zmieniać zachowanie obiektu w odpowiedzi na zmianę jego wewnętrznego stanu.

Wzorzec Stan zakłada ekstrakcję zachowań odnoszących się do stanu obiektu do osobnych klas odpowiadających jego poszczególnym stanom. Pierwotny obiekt wówczas deleguje pracę instancjom tych klas, zamiast wykonywać ją samodzielnie.

Dowiedz się więcej o Stan

Złożoność:

Popularność:

Przykłady użycia: Wzorzec Stan jest powszechnie stosowany w Javie w celu przekształcenia obszernych maszyn stanów opartych o instrukcję switch w obiekty.

Oto parę przykładów użycia wzorca Stan w głównych bibliotekach Java:

javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute() (kontrolowane przez FacesServlet: zachowanie jest zależne od bieżącej fazy (stanu) cyklu życia JSF)

Identyfikacja: Wzorzec Stan można poznać po obecności metod zmieniających swoje zachowanie zależnie od stanu obiektu, sterowanego z zewnątrz.

Interfejs odtwarzacza multimedialnego

W poniższym przykładzie wzorzec Stan pozwala tym samym kontrolkom odtwarzacza multimediów zachowywać się inaczej, zależnie od bieżącego stanu odtwarzania. Główna klasa odtwarzacza posiada odniesienie do obiektu-stanu, który jest odpowiedzialny za jego funkcje. Niektóre działania mogą zamienić obiekt stanu na inny, co zmieni sposób w jaki odtwarzacz zareaguje na kolejne interakcje z użytkownikiem.

states

states/State.java: Wspólny interfejs stanu

package refactoring_guru.state.example.states;

import refactoring_guru.state.example.ui.Player;

/**
 * Common interface for all states.
 */
public abstract class State {
    Player player;

    /**
     * Context passes itself through the state constructor. This may help a
     * state to fetch some useful context data if needed.
     */
    State(Player player) {
        this.player = player;
    }

    public abstract String onLock();
    public abstract String onPlay();
    public abstract String onNext();
    public abstract String onPrevious();
}

states/LockedState.java

package refactoring_guru.state.example.states;

import refactoring_guru.state.example.ui.Player;

/**
 * Concrete states provide the special implementation for all interface methods.
 */
public class LockedState extends State {

    LockedState(Player player) {
        super(player);
        player.setPlaying(false);
    }

    @Override
    public String onLock() {
        if (player.isPlaying()) {
            player.changeState(new ReadyState(player));
            return "Stop playing";
        } else {
            return "Locked...";
        }
    }

    @Override
    public String onPlay() {
        player.changeState(new ReadyState(player));
        return "Ready";
    }

    @Override
    public String onNext() {
        return "Locked...";
    }

    @Override
    public String onPrevious() {
        return "Locked...";
    }
}

states/ReadyState.java

package refactoring_guru.state.example.states;

import refactoring_guru.state.example.ui.Player;

/**
 * They can also trigger state transitions in the context.
 */
public class ReadyState extends State {

    public ReadyState(Player player) {
        super(player);
    }

    @Override
    public String onLock() {
        player.changeState(new LockedState(player));
        return "Locked...";
    }

    @Override
    public String onPlay() {
        String action = player.startPlayback();
        player.changeState(new PlayingState(player));
        return action;
    }

    @Override
    public String onNext() {
        return "Locked...";
    }

    @Override
    public String onPrevious() {
        return "Locked...";
    }
}

states/PlayingState.java

package refactoring_guru.state.example.states;

import refactoring_guru.state.example.ui.Player;

public class PlayingState extends State {

    PlayingState(Player player) {
        super(player);
    }

    @Override
    public String onLock() {
        player.changeState(new LockedState(player));
        player.setCurrentTrackAfterStop();
        return "Stop playing";
    }

    @Override
    public String onPlay() {
        player.changeState(new ReadyState(player));
        return "Paused...";
    }

    @Override
    public String onNext() {
        return player.nextTrack();
    }

    @Override
    public String onPrevious() {
        return player.previousTrack();
    }
}

ui

ui/Player.java: Główny kod odtwarzacza

package refactoring_guru.state.example.ui;

import refactoring_guru.state.example.states.ReadyState;
import refactoring_guru.state.example.states.State;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Player {
    private State state;
    private boolean playing = false;
    private List<String> playlist = new ArrayList<>();
    private int currentTrack = 0;

    public Player() {
        this.state = new ReadyState(this);
        setPlaying(true);
        for (int i = 1; i <= 12; i++) {
            playlist.add("Track " + i);
        }
    }

    public void changeState(State state) {
        this.state = state;
    }

    public State getState() {
        return state;
    }

    public void setPlaying(boolean playing) {
        this.playing = playing;
    }

    public boolean isPlaying() {
        return playing;
    }

    public String startPlayback() {
        return "Playing " + playlist.get(currentTrack);
    }

    public String nextTrack() {
        currentTrack++;
        if (currentTrack > playlist.size() - 1) {
            currentTrack = 0;
        }
        return "Playing " + playlist.get(currentTrack);
    }

    public String previousTrack() {
        currentTrack--;
        if (currentTrack < 0) {
            currentTrack = playlist.size() - 1;
        }
        return "Playing " + playlist.get(currentTrack);
    }

    public void setCurrentTrackAfterStop() {
        this.currentTrack = 0;
    }
}

ui/UI.java: GUI odtwarzacza

package refactoring_guru.state.example.ui;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class UI {
    private Player player;
    private static JTextField textField = new JTextField();

    public UI(Player player) {
        this.player = player;
    }

    public void init() {
        JFrame frame = new JFrame("Test player");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        JPanel context = new JPanel();
        context.setLayout(new BoxLayout(context, BoxLayout.Y_AXIS));
        frame.getContentPane().add(context);
        JPanel buttons = new JPanel(new FlowLayout(FlowLayout.CENTER));
        context.add(textField);
        context.add(buttons);

        // Context delegates handling user's input to a state object. Naturally,
        // the outcome will depend on what state is currently active, since all
        // states can handle the input differently.
        JButton play = new JButton("Play");
        play.addActionListener(e -> textField.setText(player.getState().onPlay()));
        JButton stop = new JButton("Stop");
        stop.addActionListener(e -> textField.setText(player.getState().onLock()));
        JButton next = new JButton("Next");
        next.addActionListener(e -> textField.setText(player.getState().onNext()));
        JButton prev = new JButton("Prev");
        prev.addActionListener(e -> textField.setText(player.getState().onPrevious()));
        frame.setVisible(true);
        frame.setSize(300, 100);
        buttons.add(play);
        buttons.add(stop);
        buttons.add(next);
        buttons.add(prev);
    }
}

Demo.java: Kod inicjalizacyjny

package refactoring_guru.state.example;

import refactoring_guru.state.example.ui.Player;
import refactoring_guru.state.example.ui.UI;

/**
 * Demo class. Everything comes together here.
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Player player = new Player();
        UI ui = new UI(player);
        ui.init();
    }
}