状态模式
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了状态模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
使用场景
业务中比较多的状态，不同状态下需要做的事情不同。这样，每个步骤中都需要判断一下当前属于什么状态，状态过滤完成以后对相应的状态作出处理。当前状态执行完成以后，可能需要根据条件进入下一个状态（可能是下一个状态，可能是上一个状态，可能是终止或者回到初始状态等）。这种逻辑判断完以后一般都会出现比较多的if...else或者switch...case.最可怕的是后面如果加入一个状态或者修改状态相应的处理动作，这样就比较麻烦了。状态模式通过把状态拆分成不同的状态类来拆解条件。这样，在以后改变需求时具有比较好的扩展性。
具体例子
这里举《Head First 设计模式》中的一个例子。
模拟一个糖果机销售糖果的过程。在没有投入钱币时，糖果机的状态为 没有25分钱 如果有人投入了25分钱，那么状态为 有25分钱。有25分钱的状态下可以转动曲柄，走到下一个状态 售出糖果。售出糖果以后 如果糖果数大于零，糖果机回到 没有25分钱 状态。 否则，如果糖果数等于零，那么到达 糖果售罄 状态。此时如果在投入25分钱，那么将执行退回25分钱操作。具体状态转化如下图所示：
由图可知：
糖果机的状态包括：没有25分钱，有25分钱，售出糖果，糖果售罄 四种状态。糖果机的动作包括：投入25分钱，退回25分钱，转动曲柄，发放糖果 等动作
对于每一步操作，都需要判断状态，然后做出动作，接着转换成相应的状态。
把上述状态和动作转换为代码，如下所示：
1 public class CandyMachine{ 2 private final int SOLD_OUT = 0;//售罄 3 private final int NO_QUARTZ = 1;//没有25分钱 4 private final int HAS_QUARTZ = 2;//有25分钱 5 private final int SOLD = 3;//售出 6 7 private int state = SOLD_OUT;//初始化状态值state为售罄状态 8 private int count = 0;//糖果数目 9 10 public CandyMachine(int count){ 11 this.count = count; 12 if(count > 0){ 13 this.state = NO_QUARTZ; 14 } 15 } 16 17 //投入25分钱 18 public void insertQuartz(){ 19 if(state == HAS_QUARTZ){ 20 System.out.println("已经投了钱，不能重复投"); 21 }else if(state == NO_QUARTZ){ 22 state = HAS_QUARTZ; 23 System.out.println("投币成功"); 24 }else if(state == SOLD_OUT){ 25 System.out.println("不能投币，糖果已售罄"); 26 }else if(state == SOLD) { 27 System.out.println("请等待，正在发放糖果"); 28 } 29 } 30 31 //退回25分钱 32 public void ejectQuartz(){ 33 if(state == HAS_QUARTZ){ 34 System.out.println("正在退钱"); 35 }else if(state == NO_QUARTZ){ 36 System.out.println("未投钱，不能退钱"); 37 }else if(state == SOLD_OUT){ 38 System.out.println("不能退币，糖果已售罄"); 39 }else if(state == SOLD) { 40 System.out.println("已经转动曲柄，不能退钱"); 41 } 42 } 43 44 //转动曲柄 45 public void turnCrank(){ 46 if(state == SOLD){ 47 System.out.println("重复转动不能得到两次糖果"); 48 }else if(state == NO_QUARTZ){ 49 System.out.println("未投币，没有糖果发放"); 50 }else if(state == SOLD_OUT){ 51 System.out.println("糖果售罄，没有糖果发放"); 52 }else if(state == HAS_QUARTZ){ 53 System.out.println("已转动曲柄"); 54 state = SOLD; 55 dispense(); 56 } 57 } 58 59 //发放糖果 60 public void dispense(){ 61 if(state == SOLD){ 62 System.out.println("糖果即将发放"); 63 count--; 64 if(count == 0){ 65 System.out.println("这是最后一颗糖果，已售罄"); 66 state == SOLD_OUT; 67 }else{ 68 state = NO_QUARTZ; 69 } 70 }else if(state == NO_QUARTZ){ 71 System.out.println("需要先付钱"); 72 }else if(state == SOLD_OUT){ 73 System.out.println("没有糖果发放"); 74 }else if(state == HAS_QUARTZ){ 75 System.out.println("没有糖果发放"); 76 } 77 } 78 }
代码比较简单，就是每种动作对应一个函数，在每种动作中需要对状态进行逐一判断。如果符合，则需要转换为下一个状态。否则，仅简单打印不符合原由。至少到目前来看，代码是合理的而且正常运作。
糖果机在发放使用后效果不错，糖果公司为了进一步提高销售量，又提出了一个新的需求：当个赢家！当曲柄转动时，有10%的机率掉下来的是两个糖果。
该来的躲不掉，需求变动！！！
大致思考一下为了实现这个需求需要做的事情：1、需要加一个赢家状态 WINNER（easy） 2、在每个动作上面都要添加这个状态的判断（烦）3、转动曲柄和发放糖果动作逻辑要改（烦），综合一下，觉得加了一个状态实在麻烦，万一加完这个状态以后再有新需求！！！，这个就越来越复杂，，，这时候考虑用状态模式。
例子
首先定义一个状态接口State,里面包含了要执行的动作函数。对于上述例子，具体如下：
1 public interface State { 2 //投入25分钱 3 void insertQuartz(); 4 //退回25分钱 5 void ejectQuartz(); 6 //转动曲柄 7 void turnCrank(); 8 //发放糖果 9 void dispense(); 10 }
接着每个状态定义为一个类，并继承State接口。类图如下：
这样在每一个状态类里面分别实现这些东西，这里贴出一个类的具体实现：
1 /** 2 * 出售状态 3 */ 4 public class SoldState implements State{ 5 private CandyMachine candyMachine; 6 public SoldState(CandyMachine candyMachine) { 7 this.candyMachine = candyMachine; 8 } 9 @Override 10 public void insertQuartz() { 11 System.out.println("请等待，正在发放糖果"); 12 } 13 @Override 14 public void ejectQuartz() { 15 System.out.println("已经转动曲柄，不能退钱"); 16 } 17 @Override 18 public void turnCrank() { 19 System.out.println("重复转动不能得到两次糖果"); 20 } 21 @Override 22 public void dispense() { 23 candyMachine.releaseBall(); 24 if(candyMachine.getCount() > 0){ 25 candyMachine.setState(candyMachine.getNoQuartzState()); 26 }else{ 27 candyMachine.setState(candyMachine.getSoldOutState()); 28 } 29 } 30 }
发放糖果类这样写：
1 public class CandyMachine { 2 private int count = 0; 3 private State soldState; 4 private State noQuartzState; 5 private State hasQuartzState; 6 private State soldOutState; 7 private State state = soldOutState; 8 public CandyMachine(int count) { 9 this.count = count; 10 this.soldState = new SoldState(this); 11 this.noQuartzState = new SoldOutState(this); 12 this.hasQuartzState = new HasQuartzState(this); 13 this.soldOutState = new NoQuartzState(this); 14 if(count > 0){ 15 state = noQuartzState; 16 } 17 } 18 public void insertQuartz() { 19 state.insertQuartz(); 20 } 21 public void ejectQuartz() { 22 state.ejectQuartz(); 23 } 24 public void turnCrank() { 25 state.turnCrank(); 26 state.dispense(); 27 } 28 //发放糖果 29 public void releaseBall(){ 30 System.out.println("糖果即将发放"); 31 if(count != 0){ 32 count--; 33 } 34 } 35 }
这样的话，在状态类中每一种动作是明确的。就是对该种状态进行处理，所以可以看到，关于状态的判断的if...else就没有了。
再来看对于上面提到的需求变更的问题。当个赢家！当曲柄转动时，有10%的机率掉下来的是两个糖果。
新增一个赢家状态类。
1 public class WinnerState implements State { 2 private CandyMachine candyMachine; 3 public WinnerState(CandyMachine candyMachine) { 4 this.candyMachine = candyMachine; 5 } 6 @Override 7 public void insertQuartz() {} 8 @Override 9 public void ejectQuartz() {} 10 @Override 11 public void turnCrank() {} 12 @Override 13 public void dispense() { 14 candyMachine.releaseBall(); 15 //这里处理逻辑。。。 16 } 17 }
到这里就差不多了。回想一下，这里其实就是两种思路。第一种是从四种动作入手，在每种动作中对每种状态进行判断。第二种是从四种状态的角度去看，每种状态要处理四种动作。动作不再需要状态判断，因为在一个状态类中时状态是确定的。第二种方式多了几个状态类，但更好扩展，以后有别的状态的时候只需要新增一个状态就好了。而且状态类中的动作函数不会太复杂，以后有改动时会比较好改。
还有一点需要注意：这里的状态只是状态模式的一种应用（不限于是状态），也就是说，类似于这种判断的场景都可以使用。例如：实现计算器的符号（+-*/）也可以用这种模式。即每种符号一种状态。总的来说也就是这种需要 多个分支条件的 都可以用状态模式。
状态模式
- 状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。
1、对象在内部对象改变时改变它的行为：拿糖果机的例子来说，就是每个状态是一个状态类，当糖果机的状态不同时（例如NO_QUAETZ、HAS_QUARTZ）,那么同一个动作的行为也是不同的。
2、对象看起来好像修改了它的类：这个就是对于State接口，通过引用不同的实现类看起来是不同的类实例化来实现的一样。
状态模式的类图如下
这个Context拥有一些状态，在例子中就是CandyMachine。Context中提供对状态的操作。像setState()。
State是一个接口，定义了状态类的一些动作。ConcreteStateA和ConcreteStateB是具体的状态类。状态类中实现动作在该状态下的操作。
注意
1、在每个具体状态类中引用了一个Context，并通过构造函数实例Context,把Context实例引进来就可以操作状态转化以及状态之间共有的部分，例如例子中的糖果机中糖果数量（count）
2、状态流程运转是这样的：初始时（有糖果）处于NO_QUATRZ状态。当投入钱币时，调用insertQuartz()方法，这时候state的引用是NoQuartzState类的引用。然后在insertQuartz()成功之后状态转换为HAS_QUARTZ状态。这时候state的引用就是HasQuartzState类的引用了。当再调用enjectQuartz(）方法时进入的是HasQuartzState类里面的enjectQuartz()方法。以此类推，，，
以上是关于状态模式的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章