设计模式——状态模式

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

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