设计模式——状态模式

Posted 2022-06-30 爱学习的大鱼

模式介绍

• 状态模式(StatePattern):它主要用来解决对象在多种状态转换时，需要对外输出不同的行为的问题。状态和行为是一一对应的，状态之间可以相互转换。
• 当一个对象的内在状态改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

UML类图

类图解析:

• Context类为环境角色,用于维护State实例，这个实例定义当前状态。
• State是抽象状态角色，定义一个接口封装与Context的一个特点接口相关行为。
• ConcreteState具体的状态角色，每个子类实现一个与Context的一个状态相关行为。

状态模式案例

背景介绍:抽奖系统，设置奖品数量，用户通过消费 50积分抽奖可以抽奖，未抽中继续消费50积分...如下图所示:

State抽象类及其实现子类

public abstract class State 

    /**
     * 扣除积分 -50
     */
    public abstract void deductMoney();

    /**
     *抽奖中
     */
    public abstract boolean raffle();

    /**
     * 发放奖品
     */
    public abstract  void dispensePrize();

public class NoRaffleState extends State 

    // 初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
    RaffleActivity activity;

    public NoRaffleState(RaffleActivity activity) 
        this.activity = activity;
    

    @Override
    public void deductMoney() 
        System.out.println("扣除50积分成功，您可以抽奖了");
        activity.setState(activity.getCanRaffleState());
    

    @Override
    public boolean raffle() 
        System.out.println("扣了积分才能抽奖喔！");
        return false;
    

    @Override
    public void dispensePrize() 
        System.out.println("不能发放奖品");
    

public class CanRaffleState extends State 

    RaffleActivity activity;

    public CanRaffleState(RaffleActivity activity) 
        this.activity = activity;
    

    @Override
    public void deductMoney() 
        System.out.println("已经扣取过了积分");
    

    @Override
    public boolean raffle() 
        System.out.println("正在抽奖，请稍等！");
        Random r = new Random();
        int num = r.nextInt(10);
        // 10%中奖机会
        if(num == 0)
            // 改变活动状态为发放奖品
            activity.setState(activity.getDispenseState());
            return true;
        else
            System.out.println("很遗憾没有抽中奖品！");
            // 改变状态为不能抽奖
            activity.setState(activity.getNoRafflleState());
            return false;
        
    

    @Override
    public void dispensePrize() 
        System.out.println("没中奖，不能发放奖品");
    

public class DispenseState extends State 

    // 初始化时传入活动引用，发放奖品后改变其状态
    RaffleActivity activity;

    public DispenseState(RaffleActivity activity) 
        this.activity = activity;
    

    @Override
    public void deductMoney() 
        System.out.println("不能扣除积分");
    

    @Override
    public boolean raffle() 
        System.out.println("不能抽奖");
        return false;
    

    @Override
    public void dispensePrize() 
        int count = activity.getCount();
        if(count > 0)
            System.out.println("恭喜中奖了");
            // 改变状态
            activity.setState(count == 1? activity.getDispensOutState() : activity.getNoRafflleState());
        else
            System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
            System.out.println("退还积分...");
            // 改变状态为奖品发送完毕
            activity.setState(activity.getDispensOutState());
        

    

public class DispenseOutState extends State 

    // 初始化时传入活动引用
    RaffleActivity activity;

    public DispenseOutState(RaffleActivity activity) 
        this.activity = activity;
    
    @Override
    public void deductMoney() 
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
    

    @Override
    public boolean raffle() 
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
        return false;
    

    @Override
    public void dispensePrize() 
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
    

CanRaffleState抽奖类(控制状态切换)

public class CanRaffleState extends State 

    RaffleActivity activity;

    public CanRaffleState(RaffleActivity activity) 
        this.activity = activity;
    

    @Override
    public void deductMoney() 
        System.out.println("已经扣取过了积分");
    

    @Override
    public boolean raffle() 
        System.out.println("正在抽奖，请稍等！");
        Random r = new Random();
        int num = r.nextInt(10);
        // 10%中奖机会
        if(num == 0)
            // 改变活动状态为发放奖品
            activity.setState(activity.getDispenseState());
            return true;
        else
            System.out.println("很遗憾没有抽中奖品！");
            // 改变状态为不能抽奖
            activity.setState(activity.getNoRafflleState());
            return false;
        
    

    @Override
    public void dispensePrize() 
        System.out.println("没中奖，不能发放奖品");
    

ClientTest测试类

public class ClientTest 
    public static void main(String[] args) 
        // TODO Auto-generated method stub
        // 创建活动对象，奖品池有5个奖品
        RaffleActivity activity = new RaffleActivity(1);

        // 模拟抽奖
        for (int i = 0; i < 20; i++) 
            System.out.println("--------第" + (i + 1) + "次抽奖----------");
            // 参加抽奖，第一步点击扣除积分
            activity.debuctMoney();
            // 第二步抽奖
            activity.raffle();
        
    

实现结果:

状态模式的注意事项和细节

• 代码有很强的可读性。状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中方便维护。将容易产生问题的if-else语句删除了，如果把每个状态的行为都放到一个类中，每次调用方法时都要判断当前是什么状态，不但会产出很多if-else 语句，而且容易出错。
• 符合“开闭原则”。容易增删状态。
• 会产生很多类。每个状态都要一个对应的类，当状态过多时会产生很多类，加大维护难度。
• 应用场景:当一个事件或者对象有很多种状态，状态之间会相互转换，对不同的状态要求有不同的行为的时候，可以考虑使用状态模式