陈添明

心安即是归处

0%

九、状态模式

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以糖果机为例

我们需要使用java实现一个糖果机，糖果机状态如下所示：

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状态机101

使用状态机的方式实现，这里使用一个通用技巧：
如何对对象的内的状态建模–通过创建一个实例变量来持有状态值，并在方法内书写条件代码来处理不同状态。

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public class GumballMachine101 {
    /**
     * 糖果售罄
     */
    final static int SOLD_OUT = 0;
    /**
     * 没有硬币
     */
    final static int NO_QUARTER = 1;
    /**
     * 有硬币
     */
    final static int HAS_QUARTER = 2;
    /**
     * 售出糖果
     */
    final static int SOLD = 3;
    /**
     * 当前状态
     */
    private int state = SOLD_OUT;
    /**
     * 售出糖果数
     */
    private int count = 0;
    public GumballMachine101(int count){
        this.count = count;
        if (count > 0){
            state = NO_QUARTER;
        }
    }
    /**
     * 投入硬币
     */
    public void insertQuarter(){
        if (state == HAS_QUARTER){
            System.out.println("你不能重复投入硬币");
        } else if (state == NO_QUARTER){
            state = HAS_QUARTER;
            System.out.println("投入硬币");
        } else if (state == SOLD_OUT){
            System.out.println("无法投入硬币，糖果已售罄");
        } else if (state == SOLD){
            System.out.println("请等待，正在为您准备糖果");
        }
    }
    /**
     * 退回硬币
     */
    public void ejectQuarter(){
        if (state == HAS_QUARTER){
            System.out.println("硬币已退回");
            state = NO_QUARTER;
        } else if (state == NO_QUARTER){
            System.out.println("无法退回,您还未投入硬币");
        } else if (state == SOLD){
            System.out.println("无法退回，您已经转动了曲柄");
        } else if (state == SOLD_OUT){
            System.out.println("无法退回,您还未投入硬币");
        }
    }
    /**
     * 转动曲柄
     */
    public void trunCrank(){
        if (state == SOLD) {
            System.out.println("不能转动2次曲柄");
        } else if (state == NO_QUARTER){
            System.out.println("还没投入硬币");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("糖果已售罄");
        } else if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("转动曲柄。。。");
            state = SOLD;
            dispense();
        }
    }
    /**
     * 发放糖果
     */
    private void dispense() {
        if (state == SOLD) {
            System.out.println("售出糖果");
            count--;
            if (count == 0){
                System.out.println("糖果卖完了");
                state = SOLD_OUT;
            } else {
                state = NO_QUARTER;
            }
        } else if (state == NO_QUARTER) {
            System.out.println("需要先投入硬币");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("没有糖果可发放");
        } else if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("没有糖果可发放");
        }
    }
}

变更请求

我们需要在糖果机上变点花样，当曲柄转动时，有10%的概率掉下来的是两颗糖果。
使用一种考虑周详的方法写糖果机的代码，并不意味着这份代码容易扩展。首先，你必须加上一个新的状态，“赢家”状态。然后，你必须在每个方法中加入一个新的条件判断来处理“赢家”状态，这可就有忙的了。
trunCrack()尤其会变得一团乱，因为你必须加入代码来检查目前的顾客是否是赢家，然后再决定切换到赢家状态还是售出糖果转态。

新的设计

不要维护现有代码，我们重写它以便于将状态对象封装在各自的类中，然后在动作发生时委托给当前状态。

  • 首先，我们定义一个state接口。在这个接口中，糖果机的每个动作都有一个对应的方法。
  • 然后为机器中的每个状态实现状态类。这些类将负责在对应的状态下进行机器的行为。
  • 最后，我们要摆脱旧的条件代码，取而代之的方式是，将动作委托到状态类。

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糖果机：

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@Data
public class GumballMachine {
    /**
     * 糖果售罄
     */
    private State soldOutState;
    /**
     * 没有硬币
     */
    private State noQuarterState;
    /**
     * 有硬币
     */
    private State hasQuarterState;
    /**
     * 售出糖果
     */
    private State soldState;
    /**
     * 当前状态
     */
    private State state = soldOutState;
    /**
     * 售出糖果数
     */
    private int count = 0;
    public GumballMachine(int numberGumballs) {
        soldOutState = new SoldOutState(this);
        noQuarterState = new NoQuarterState(this);
        hasQuarterState = new HasQuarterState(this);
        soldState = new SoldState(this);
        this.count = numberGumballs;
        if (numberGumballs > 0){
            state = noQuarterState;
        }
    }
    /**
     * 投入硬币
     */
    public void insertQuarter() {
        state.insertQuarter();
    }
    /**
     * 退回硬币
     */
    public void ejectQuarter() {
        state.ejectQuarter();
    }
    /**
     * 转动曲柄
     */
    public void turnCrank() {
        state.turnCrank();
        state.dispense();
    }
}

状态对象NoQuarterState:

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public class NoQuarterState implements State {
    private GumballMachine gumballMachine;
    public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {
        this.gumballMachine = gumballMachine;
    }
    /**
     * 投入硬币
     */
    @Override
    public void insertQuarter() {
        System.out.println("投入硬币");
        gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());
    }
    /**
     * 退回硬币
     */
    @Override
    public void ejectQuarter() {
        System.out.println("无法退回,您还未投入硬币");
    }
    /**
     * 转动曲柄
     */
    @Override
    public void turnCrank() {
        System.out.println("请先投入硬币");
    }
    /**
     * 发放糖果
     */
    @Override
    public void dispense() {
        System.out.println("请先投入硬币");
    }
}

到目前为止，我们做了哪些事情？

  • 将每个状态的行为局部化到它自己的类中。
  • 将容易产生的问题的if语句删除，以方便日后维护。
  • 让每一个状态“对修改关闭”，让糖果机“对扩展开放”。

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定义状态模式

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。
因为这个类将状态封装成独立的类，并将动作委托到代表当前状态的对象，我们知道行为会随着内部状态的改变而改变。
从客户的视角来看，如果说你使用的对象能够完全改变它的行为，那么你会觉得，这个对象实际上是从别的类实例化而来的。
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从类图上看，策略模式和状态模式的类图是一样的，但是这两个模式的差别在于它们的“意图”。
以状态模式而言，我们将一群行为封装在状态对象中，context的行为随时可委托到那些状态对象中的一个。当前状态在状态对象集合中游走改变，以反映出context内部状态，因此context的行为也会跟着改变。
以策略模式而言，客户通常主动指定context所要组合的策略对象是哪一个。现在，固然策略模式让我们具有弹性，能够在运行时改变策略，但对于某个context对象来说，通常都只有一个最合适的策略对象。
一般来说，我们把策略模式想成是除了继承之外的一种弹性替代。
把状态模式想成是不用在context中放置许多条件判断的替代方案。通过将行为包装进状态对象中，你可以通过在context中简单的改变状态对象来改变context的行为。

源码：https://github.com/chentianming11/design-pattern
state包!