設計模式（十三）：狀態模式

来源:http://www.cnblogs.com/jenkinschan/archive/2017/01/15/6286472.html
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一、概述 狀態模式允許對象在內部狀態改變時改變它的行為，對象看起來好像修改了它自己的類 二、解決問題 它主要用來解決對象在多種狀態轉換時，需要對外輸出不同的行為的問題。狀態和行為是一一對應的，狀態之間可以相互轉換。 三、結構類圖 四、應用實例 現在很多APP都有抽獎活動，我們在這裡就用這個大家熟悉的 ...


一、概述

　　狀態模式允許對象在內部狀態改變時改變它的行為，對象看起來好像修改了它自己的類

二、解決問題

　　它主要用來解決對象在多種狀態轉換時，需要對外輸出不同的行為的問題。狀態和行為是一一對應的，狀態之間可以相互轉換。

三、結構類圖

四、應用實例

　　現在很多APP都有抽獎活動，我們在這裡就用這個大家熟悉的例子來講解狀態模式。假如每參加一次這個活動要扣除用戶50積分，中獎概率是10%，獎品數量固定，抽完就不能抽獎了。活動大概有下麵四種狀態，我們畫出它的狀態轉化圖。

根據上圖，我們梳理一下他們的關係，首先應該是定義出一個介面叫狀態介面，每個狀態都實現它。介面有扣除積分方法、抽獎方法、發放獎品方法，類圖如下：

有了這個類圖，我們就可以開始編碼了

package com.jet.pattern.state;

/**
 * description:
 * 狀態介面
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public interface State {
    // 扣除積分
    public void deductMoney();

    // 是否抽中獎品
    public boolean raffle();

    // 發放獎品
    public void dispensePrize();

}
package com.jet.pattern.state.impl;

import com.jet.pattern.state.State;

/**
 * description:
 * 不能抽獎狀態
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class NoRaffleState implements State{
    // 初始化時傳入活動引用，扣除積分後改變其狀態
    RaffleActivity activity;

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

    // 當前狀態可以扣除積分，扣除後把狀態變為可以抽獎
    @Override
    public void deductMoney() {
        System.out.println("扣除50積分成功，您可以抽獎了");
        activity.setState(activity.getCanRaffleState());
    }

    // 當前狀態不能抽獎
    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("扣了積分才能抽獎喔！");
        return false;
    }

    // 當前狀態不能發放獎品
    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("不能發放獎品");
    }
}

 

package com.jet.pattern.state.impl;

import com.jet.pattern.state.State;
import sun.font.StandardTextSource;

import java.util.Random;

/**
 * description：
 * 可以抽獎狀態
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class CanRaffleState implements State {
    // 初始化時傳入活動引用，抽獎後改變其狀態
    RaffleActivity activity;

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

    // 已經扣除了積分，不能再扣了
    @Override
    public void deductMoney() {
        System.out.println("已經扣取過了積分");
    }

    // 可以抽獎，抽完後改變其狀態
    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("正在抽獎，請稍等！");
        Random r = new Random();
        int num = r.nextInt(10);
        // 10%中獎機會
        if(num == 0){
            // 改變活動狀態為發放獎品
            activity.setState(activity.getDispenseState());
            return true;
        }else{
            System.out.println("很遺憾沒有抽中獎品！");
            // 改變狀態為不能抽獎
            activity.setState(activity.getNoRafflleState());
            return false;
        }
    }

    // 不能發放獎品
    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("沒中獎，不能發放獎品");
    }
}

 

package com.jet.pattern.state.impl;

import com.jet.pattern.state.State;

/**
 * description:
 * 發放獎品狀態
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class DispenseState implements State {
    // 初始化時傳入活動引用，發放獎品後改變其狀態
    RaffleActivity activity;

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

    @Override
    public void deductMoney() {
        System.out.println("不能扣除積分");
    }

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

    @Override
    public void dispensePrize() {
        if(activity.getCount() > 0){
            System.out.println("恭喜中獎了");
            // 改變狀態為不能抽獎
            activity.setState(activity.getNoRafflleState());
        }else{
            System.out.println("很遺憾，獎品發送完了");
            // 改變狀態為獎品發送完畢
            activity.setState(activity.getDispensOutState());
        }

    }
}
package com.jet.pattern.state.impl;

import com.jet.pattern.state.State;

/**
 * description:
 * 獎品發放完畢狀態
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class DispenseOutState implements State {
    // 初始化時傳入活動引用
    RaffleActivity activity;

    public DispenseOutState(RaffleActivity activity) {
        this.activity = activity;
    }
    @Override
    public void deductMoney() {
        System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加");
    }

    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加");
        return false;
    }

    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加");
    }
}
package com.jet.pattern.state.impl;

import com.jet.pattern.state.State;

/**
 * description:
 * 抽獎活動
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class RaffleActivity {
    // 活動狀態
    State state = null;
    // 獎品數量
    int count = 0;
    // 定義各種狀態
    State noRafflleState = new NoRaffleState(this);
    State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
    State dispenseState = new DispenseOutState(this);
    State dispensOutState = new DispenseOutState(this);

    public RaffleActivity( int count) {
        // 活動初始化為不能抽獎
        this.state = getNoRafflleState();
        this.count = count;
    }

    // 當用戶想參加抽獎時，點擊扣除積分
    public void debuctMoney(){
        state.deductMoney();
    }

    // 扣除積分後可以抽獎
    public void raffle(){
        // 是否抽中獎品
        if(state.raffle()){
            // 發放獎品是內部的處理邏輯，用戶不可見
            state.dispensePrize();
        }

    }

    public State getState() {
        return state;
    }

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

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void setCount(int count) {
        this.count = count;
    }

    public State getNoRafflleState() {
        return noRafflleState;
    }

    public void setNoRafflleState(State noRafflleState) {
        this.noRafflleState = noRafflleState;
    }

    public State getCanRaffleState() {
        return canRaffleState;
    }

    public void setCanRaffleState(State canRaffleState) {
        this.canRaffleState = canRaffleState;
    }

    public State getDispenseState() {
        return dispenseState;
    }

    public void setDispenseState(State dispenseState) {
        this.dispenseState = dispenseState;
    }

    public State getDispensOutState() {
        return dispensOutState;
    }

    public void setDispensOutState(State dispensOutState) {
        this.dispensOutState = dispensOutState;
    }
}
package com.jet.pattern.state.test;

import com.jet.pattern.state.impl.RaffleActivity;

/**
 * description:
 * 狀態模式測試類
 * Created by Administrator on 2017/1/15.
 */
public class StateTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建活動對象，獎品池有5個獎品
        RaffleActivity activity = new RaffleActivity(5);

        // 我們連續抽三次獎
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("--------第" + (i + 1) + "次抽獎----------");
            // 參加抽獎，第一步點擊扣除積分
            activity.debuctMoney();

            // 第二步抽獎
            activity.raffle();
        }
    }
}

 

測試結果： 

上面例子中，我們狀態的改變是在狀態類中改變的，其實也可以在活動類中改變，這取決於代碼中那些部分是可以改動的。

五、優缺點

　　1、優點

　　（1）、代碼有很強的可讀性。狀態模式將每個狀態的行為封裝到對應的一個類中。

　　（2）、方便維護。將容易產生問題的if-else語句刪除了，如果把每個狀態的行為都放到一個類中，每次調用方法時都要判斷當前是什麼狀態，不但會產出很多if-else語句，而且容易出錯。

　　（3）、符合“開閉原則”。容易增刪狀態。

　　2、缺點

　　（1）、會產生很多類。每個狀態都要一個對應的類，當狀態過多時會產生很多類，加大維護難度。

六、使用場景

　　當一個事件或者對象有很多種狀態，狀態之間會相互轉換，對不同的狀態要求有不同的行為的時候使用。

七、總結

　　狀態模式跟策略模式很相像，其結構類圖基本一樣，我們來做一下對比。

　　（1）、行為是否固定。狀態模式中，在不同的狀態，其相同方法具有不同的行為。策略模式中，選擇了一個策略後，其方法也是固定的。

　　（2）、客戶是否需要瞭解代碼細節。狀態模式中，客戶不用管context對象的狀態時如何運作的，只要調用其提供的方法就好了。策略模式中，客戶調用context對象時，需要瞭解有哪些策略，最後選出一種策略。

　　（3）、使用場景。狀態模式的使用場景參看第六點。策略模式使用場景是作為繼承的一種替代方案，客戶端可以動態選擇哪一種行為，而如果沒有用策略，客戶端每當需要一種新的行為時就要創建一個子類重寫父類方法，這相當被動。

 


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