State Design Pattern

Obyektin daxili vəziyyəti dəyişdikdə onun davranışını da dəyişdirməyə imkan verir. Bu pattern, obyektin class-ının dəyişdiyi təəssüratını yaradır.

State pattern, real həyatda bir çox nümunələrə bənzəyir. Məsələn, mobil telefonunuz səssiz rejimdə olanda zəng səslərini vermir, amma normal rejimdə verir - bu, telefonun vəziyyətinə görə davranışının dəyişməsidir.

State Pattern-nin Əsas Xüsusiyyətləri

• State-based Behavior: Vəziyyətə əsaslanan davranış
• Dynamic Behavior Change: Dinamik davranış dəyişikliyi
• State Encapsulation: Hər vəziyyət öz davranışını özündə saxlayır
• Context Independence: Kontekst vəziyyət dəyişikliklərindən xəbərsizdir

State Pattern-nin Strukturu

1. Context: Hazırki vəziyyəti saxlayan və client-ə interface təqdim edən class
2. State: Bütün konkret vəziyyətlər üçün ümumi interface
3. ConcreteState: Müəyyən vəziyyətdə obyektin davranışını təyin edən class-lar

Java-da State Pattern İmplementasiyası

Media Player Nümunəsi

Koda bax

// State interface
interface PlayerState {
    void play(MediaPlayer player);
    void pause(MediaPlayer player);
    void stop(MediaPlayer player);
    String getStateName();
}

// Concrete States
class StoppedState implements PlayerState {
    @Override
    public void play(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Starting playback...");
        player.setState(new PlayingState());
    }
    
    @Override
    public void pause(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Cannot pause. Player is stopped.");
    }
    
    @Override
    public void stop(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Player is already stopped.");
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "Stopped";
    }
}

class PlayingState implements PlayerState {
    @Override
    public void play(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Player is already playing.");
    }
    
    @Override
    public void pause(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Pausing playback...");
        player.setState(new PausedState());
    }
    
    @Override
    public void stop(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Stopping playback...");
        player.setState(new StoppedState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "Playing";
    }
}

class PausedState implements PlayerState {
    @Override
    public void play(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Resuming playback...");
        player.setState(new PlayingState());
    }
    
    @Override
    public void pause(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Player is already paused.");
    }
    
    @Override
    public void stop(MediaPlayer player) {
        System.out.println("Stopping playback...");
        player.setState(new StoppedState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "Paused";
    }
}

// Context class
class MediaPlayer {
    private PlayerState currentState;
    
    public MediaPlayer() {
        this.currentState = new StoppedState();
    }
    
    public void setState(PlayerState state) {
        this.currentState = state;
        System.out.println("State changed to: " + state.getStateName());
    }
    
    public void play() {
        currentState.play(this);
    }
    
    public void pause() {
        currentState.pause(this);
    }
    
    public void stop() {
        currentState.stop(this);
    }
    
    public String getCurrentState() {
        return currentState.getStateName();
    }
}

// Client code
public class StatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MediaPlayer player = new MediaPlayer();
        
        System.out.println("Initial state: " + player.getCurrentState());
        System.out.println();
        
        // Try to play
        player.play();
        System.out.println();
        
        // Try to play again
        player.play();
        System.out.println();
        
        // Pause the player
        player.pause();
        System.out.println();
        
        // Try to pause again
        player.pause();
        System.out.println();
        
        // Resume playing
        player.play();
        System.out.println();
        
        // Stop the player
        player.stop();
        System.out.println();
        
        // Try to stop again
        player.stop();
    }
}

Çıxış:

Initial state: Stopped

Starting playback...
State changed to: Playing

Player is already playing.

Pausing playback...
State changed to: Paused

Player is already paused.

Resuming playback...
State changed to: Playing

Stopping playback...
State changed to: Stopped

Player is already stopped.

Vending Machine Nümunəsi

Koda bax

// Vending Machine State interface
interface VendingState {
    void insertCoin(VendingMachine machine);
    void selectProduct(VendingMachine machine);
    void dispenseProduct(VendingMachine machine);
    void returnCoin(VendingMachine machine);
    String getStateName();
}

// Concrete States for Vending Machine
class NoCoinState implements VendingState {
    @Override
    public void insertCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Coin inserted.");
        machine.setState(new HasCoinState());
    }
    
    @Override
    public void selectProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Please insert coin first.");
    }
    
    @Override
    public void dispenseProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Please insert coin and select product first.");
    }
    
    @Override
    public void returnCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("No coin to return.");
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "No Coin";
    }
}

class HasCoinState implements VendingState {
    @Override
    public void insertCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Coin already inserted.");
    }
    
    @Override
    public void selectProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Product selected. Dispensing...");
        machine.setState(new DispensingState());
    }
    
    @Override
    public void dispenseProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Please select a product first.");
    }
    
    @Override
    public void returnCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Coin returned.");
        machine.setState(new NoCoinState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "Has Coin";
    }
}

class DispensingState implements VendingState {
    @Override
    public void insertCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Please wait, dispensing in progress.");
    }
    
    @Override
    public void selectProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Already dispensing product.");
    }
    
    @Override
    public void dispenseProduct(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Product dispensed. Thank you!");
        machine.setState(new NoCoinState());
    }
    
    @Override
    public void returnCoin(VendingMachine machine) {
        System.out.println("Cannot return coin while dispensing.");
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "Dispensing";
    }
}

// Context class
class VendingMachine {
    private VendingState currentState;
    
    public VendingMachine() {
        this.currentState = new NoCoinState();
    }
    
    public void setState(VendingState state) {
        this.currentState = state;
        System.out.println("Machine state: " + state.getStateName());
    }
    
    public void insertCoin() {
        currentState.insertCoin(this);
    }
    
    public void selectProduct() {
        currentState.selectProduct(this);
    }
    
    public void dispenseProduct() {
        currentState.dispenseProduct(this);
    }
    
    public void returnCoin() {
        currentState.returnCoin(this);
    }
    
    public String getCurrentState() {
        return currentState.getStateName();
    }
}

State Pattern-nin Üstünlükləri

• Clean Code: Vəziyyət-əsaslı şərti məntiqin eliminasiyası
• Single Responsibility: Hər vəziyyət öz davranışından məsuldir
• Easy Extension: Yeni vəziyyətlər asanlıqla əlavə edilə bilər
• State Isolation: Vəziyyətlər bir-birindən ayrıdır

State Pattern-nin Çatışmazlıqları

• Code Complexity: Çox sayda class yaradır
• Memory Usage: Hər vəziyyət üçün obyekt yaradılmalıdır
• Overkill: Sadə state machine-lər üçün həddən artıq ola bilər

İstifadə Halları

• UI Components: Button, checkbox və digər UI elementlərinin davranışı
• Game Development: Oyun personajının müxtəlif vəziyyətləri
• State Machines: Mürəkkəb vəziyyət maşınları
• Workflow Systems: İş proseslərinin müxtəlif mərhələləri

State vs Strategy Pattern

• State: Obyektin vəziyyəti dəyişdikcə davranışını dəyişdirir
• Strategy: Client tərəfindən seçilən algoritmanı dəyişdirir

State Pattern, mürəkkəb vəziyyət əsaslı davranışları təşkil etmək üçün çox faydalı bir pattern-dir və xüsusilə state machine-lər tələb olunan aplikasiyalarda geniş istifadə olunur.