스테이트 패턴(State Pattern)

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• 행위(Behavioral) 패턴

• 일련의 규칙에 따라 객체의 상태(State)를 변화시켜, 객체가 할 수 있는 행위를 바꾸는 패턴

• 객체의 특정 상태를 클래스로 선언하고, 클래스에서는 해당 상태에서 할 수 있는 행위들을 메서드로 정의한다

구조

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• State
  • 시스템의 모든 상태에 공통의 인터페이스
  • 이 인터페이스를 실체화한 어떤 상태 클래스도 기존 상태 클래스를 대신해 교체해서 사용할 수 있다
• State1, State2, State3
  • Context 객체가 요청한 작업을 자신의 방식으로 실제 실행한다
  • 대부분의 경우 다음 상태를 결정해 상태 변경을 Context 객체에 요청하는 역할도 수행한다
• Context
  • State를 이용하는 역할을 수행한다
  • 현재 시스템의 상태를 나타내는 상태 변수 (state)와 실제 시스템의 상태를 구성하는 여러 가지 변수가 있다
  • 각 상태 클래스에서 상태 변경을 요청해 상태를 바꿀 수 있도록 하는 메서드(setState)가 제공된다.
  • Context 요소를 구현한 클래스의 request 메서드는 실제 행위를 실행하는 대신 해당 상태 객체에 행위 실행을 위임한다.

구현

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형광등 만들기

State.class

public interface State{
    void on_button_pushed(Light light);
    void off_button_pushed(Light light);
}

• 형광등 on/off 기능 선언

ON.class

public class ON implements State{
    private static ON on = new ON(); // ON 클래스의 인스턴스로 초기화됨
    private ON() { }

    public static ON getInstance() { // 초기화된 ON 클래스의 인스턴스를 반환함
        return on;
    }

    public void on_button_pushed(Light light){ // ON 상태일 때 On 버튼을 눌러도 변화 없음
        System.out.println("반응 없음");
    }

    public void off_button_pushed(Light light){
        light.setState(OFF.getInstance());
        System.out.println("Light Off!");
    }
}

OFF.class

public class OFF implements State{
    private static OFF off = new OFF();
    private OFF() { }

    public static OFF getInstance() { 
        return off;
    }

    public void on_button_pushed(Light light){ 
        light.setState(ON.getInstance());
        System.out.println("Light On!");
    }

    public void off_button_pushed(Light light){ 
        System.out.println("반응 없음");
    }
}

- 형광등 상태에 대한 특정 기능들 구현

Light.class

public class Light{
    private State state;

    public Light(){
        state = OFF.getInstance();
    }

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

    public void on_button_pushed(){
        state.on_button_pushed(this);
    }

    public void off_button_pushed(){
        state.off_button_pushed(this);
    }
}

• 원하는 기능들 호출
• 초기값은 OFF로 설정

Main.class

      public static void main(String[] args) {
        Light light = new Light();
        light.on_button_pushed();
        light.on_button_pushed();
        light.off_button_pushed();
        light.off_button_pushed();
    }

실행결과

>>>Light On!
>>>반응 없음
>>>Light Off!
>>>반응 없음

장단점

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• 장점
  • 하나의 객체에 대한 여러 동작을 구현해야할 때 상태 객체만 수정하므로 동작의 추가, 삭제 및 수정이 간단해진다
  • State 패턴을 사용하면 객체의 상태에 따른 조건문(if/else, switch)이 줄어들어 코드가 간결해지고 가독성이 올라간다

• 단점
  • 상태에 따른 조건문을 대신한 상태 객체가 증가하여 관리해야할 클래스의 수가 증가한다

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참조:

• State Pattern (스테이트 패턴)
• [디자인 패턴] 상태 패턴(State Pattern)
• [디자인 패턴] 상태 패턴(State Pattern)