设计模式学习——状态模式

基本介绍

1. 状态模式（state Pattern）: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。
2. 当一个对象的内在状态发生改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。
   
   

原理类图

对原理类图的说明-即（状态模式的角色及职责）

1. Context类 为环境角色，用于维护ConcreteState实例，这个实例定义当前状态
2. State 是抽象状态角色，定义一个接口封装与Context的一个特定接口相关行为
3. 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

状态模式类图实例

状态模式代码实例

/**
 * 状态抽象类
 */
public abstract class State {

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

    // 是否抽中奖品
    public abstract boolean raffle();

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

/**
 * 不能抽奖状态
 */
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;
    }

    // 当前状态可以扣积分，扣除后，将状态设置成可以抽奖状态
    @Override
    public void deducMoney() {
        System.out.println("扣除50积分成功，您可以抽奖了");
        activity.setState(activity.getCanRaffleState());
    }

    //当前状态不能抽奖
    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("扣了积分才能抽奖");
        return false;
    }

    //当前状态不能发放奖品
    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("不能发放奖品");
    }
}

/**
 * 可以抽奖的状态
 */
public class CanRaffleState extends State {

    RaffleActivity activity;

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

    //已经扣除积分，不能再扣
    @Override
    public void deducMoney() {
        System.out.println("已经扣除了积分");
    }

    //可以抽奖，抽完奖后根据实际情况设置新的状态
    @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;
        }
    }

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

/**
 * 发放奖品的状态
 */
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 deducMoney() {
        System.out.println("不能扣除积分");
    }

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

    //发放奖品
    @Override
    public void dispensePrize() {
        if (activity.getCount() > 0) {
            System.out.println("恭喜中奖了");
            //改变状态为不能抽奖
            activity.setState(activity.getNoRafflleState());
        } else {
            System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
            //改变状态为奖品发送完毕,则关闭抽奖
            activity.setState(activity.getDispensOutState());
            System.exit(0);
        }
    }
}

/**
 * 奖品发放完毕状态
 * 说明，当我们activity 改变成DispenseOutState,抽奖活动结束
 */
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 deducMoney() {
        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");
    }
}

/**
 * 抽奖活动
 */
public class RaffleActivity {

    // state 表示活动当前的状态是变化
    State state = null;
    //奖品数量
    int count = 0;

    //四个属性，表示四种状态
    State noRafflleState = new NoRaffleState(this);
    State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
    State dispenseState = new DispenseState(this);
    State dispenseOutState = new DispenseOutState(this);

    //构造器
    //1. 初始化当前的状态为不可抽奖的状态
    //2. 初始化奖品的数量
    public RaffleActivity(int count) {
        this.state = getNoRafflleState();
        this.count = count;
    }

    //扣分,调用当前状态的deductMoney
    public void debuctMoney() {
        state.deducMoney();
    }

    //抽奖
    public void raffle() {
        //如果当前的状态是抽奖成功
        if (state.raffle()) {
            //领取奖品
            state.dispensePrize();
        }
    }

    public State getState() {
        return state;
    }

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

    //每领一次奖品，count数量就减1.
    public int getCount() {
        int curCount = count;
        count--;
        return curCount;
    }

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

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

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

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

    public void setDispenseOutState(State dispenseOutState) {
        this.dispenseOutState = dispenseOutState;
    }

    public State getNoRafflleState() {
        return noRafflleState;
    }

    public State getDispenseState() {
        return dispenseState;
    }

    public State getCanRaffleState() {
        return canRaffleState;
    }

    public State getDispensOutState() {
        return dispenseOutState;
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建活动对象，奖品池有5个奖品
        RaffleActivity activity = new RaffleActivity(5);
        for (int i = 0; i < 300; i++) {
            System.out.println("-----第 " + (i + 1) + " 次抽奖------");
            //参加抽奖，第一步扣除积分
            activity.debuctMoney();
            //第二步抽奖
            activity.raffle();
        }
    }
}

状态模式注意事项和细节

1. 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
2. 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，不但会产生很多if-else语句，而且容易出错。
3. 符合“开闭原则”。容易增删状态
4. 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
5. 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。