Стан (англ. state) — шаблон проєктування (належить до шаблонів поведінки), що реалізує скінченний автомат в обʼєктно-орієнтованому програмуванні.

Він реалізується шляхом створення для кожного стану скінченного автомата класу-спадкоємця інтерфейсу (або абстрактного класу) та дозволяє об'єктові варіювати свою поведінку залежно від внутрішнього стану.

Призначення ред.

Дозволяє об'єктові варіювати свою поведінку залежно від внутрішнього стану.

Застосовність ред.

Слід використовувати шаблон Стан у випадках, коли:

  • поведінка об'єкта залежить від його стану та повинна змінюватись під час виконання програми;
  • у коді операцій зустрічаються складні умовні оператори, у котрих вибір гілки залежить від стану. Зазвичай у такому разі стан представлено константами, що перелічуються. До того ж часто одна й та ж структура умовного оператору повторюється у декількох операціях. Шаблон Стан пропонує замінити кожну гілку окремим класом. Це дозволить трактувати стан об'єкта як самостійний об'єкт, котрий може змінитися незалежно від інших.

Структура ред.

 
UML діаграма, що описує структуру шаблону проєктування Стан
  • Context — контекст:
    • визначає інтерфейс, що є корисним для клієнтів;
    • зберігає екземпляр підкласу ConcreteState, котрим визначається поточний стан;
  • State — стан:
    • визначає інтерфейс для інкапсуляції поведінки, асоційованої з конкретним станом контексту Context;
  • Підкласи ConcreteState — конкретні стани:
    • кожний підклас реалізує поведінку, асоційовану з деяким станом контексту Context.

Відносини ред.

  • клас Context делегує залежні від стану запити до поточного об'єкта ConcreteState;
  • контекст може передати себе як аргумент об'єкта State, котрий буде обробляти запит. Це надає можливість об'єкта-стану при необхідності отримати доступ до контексту;
  • Context — це головний інтерфейс для клієнтів. Клієнти можуть конфігурувати контекст об'єктами стану State. Один раз сконфігурувавши контекст, клієнти вже не повинні напряму зв'язуватися з об'єктами стану;
  • або Context, або підкласи ConcreteState можуть вирішити, за яких умов та у якій послідовності відбувається зміна станів.

Переваги та недоліки ред.

Переваги ред.

  • переваги застосування поліморфної поведінки очевидні, а також легше додавати стан для підтримки додаткової поведінки.
  • поведінка об'єкта є результатом функції свого стану, і поведінка змінюється під час виконання в залежності від стану.
  • покращує згуртованість, оскільки специфічні для стану особливості поведінки об'єднуються в класи ConcreteState, які розміщуються в одному місці в коді.

Недоліки ред.

  • Зростає кількість класів

Зв'язок з іншими патернами ред.

  • В стратегії користувач знає про класи стратегій і міняє їх самостійно, в стані різноманітні стани приховані від користувача, а за їх заміну відповідає сам клас


Реалізація ред.

C++ ред.

C# ред.

Java ред.

Python ред.

TypeScript ред.

Джерела ред.

Література ред.

Алан Шаллоуей, Джеймс Р. Тротт. Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию = Design Patterns Explained: A New Perspective on Object-Oriented Design. — М. : «Вильямс», 2002. — 288 с. — ISBN 0-201-71594-5.