状态模式

最新推荐文章于 2023-07-14 10:31:53 发布

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本文介绍了状态模式，一种用于解决对象在不同状态下的行为变化问题的设计模式。文章详细阐述了状态模式的基本概念，通过一个APP抽奖活动的例子，展示了如何创建State接口、具体状态角色类以及Context类，同时探讨了状态模式的优势，如提高可读性、方便维护和遵循开闭原则，并指出当状态过多可能带来的维护挑战。

一、状态模式介绍

状态模式，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。

二、状态模式原理图

说明：

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，定义一个接口来封装与Context的一个特定接口相关行为

3）ConcreteState：是具体的状态角色，每个子类实现一个与Context的一个状态相关行为

三、状态模式例子

请编写程序完成APP抽奖活动，具体要求如下：1）假如每参加一次这个活动要扣除用户50积分，中奖概率是10%；2）奖品数量固定，抽完就不能抽奖；3）活动有四个状态：可以抽奖、不能抽奖、发放奖品和奖品领完；4）活动的四个状态转换关系图如下所示：

类图如下所示：

代码如下所示：

创建State接口及其子类：

//状态抽象类
public interface State{

    //扣除积分
    void deductMoney();

    //是否抽中奖品
    boolean raffle();

    //发放奖品
    void dispensePrize();
}

//不能抽奖的状态
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
    private 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
    public void deductMoney(){
        System.out.println("抽出50积分成功，您可以抽奖了");
        activity.setState(activity.getCanRaffleState());
    }

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

//能抽奖的状态
public class CanRaffleState extends State{

    //初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
    private RaffleActivity activity;

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

    public void deductMoney(){
        System.out.println("已经扣过积分了");
    }

    //当前状态能抽奖
    public boolean raffle(){
        System.out.println("正在抽奖，请稍等");
        Random random = new Random();
        int num = random.nextInt(10);
        if(num == 0){
            activity.setState(activity.getDispenseState());
            return true;
        } 
        System.out.println("很遗憾没有抽中奖品");
        activity.setState(activity.getNoRaffleState());
        return false;
    }

    public void dispensePrize(){
        System.out.println("没有中奖，不能发放奖品");
    }
}

//发放奖品的状态
public class DispenState extends State{

    //初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
    private RaffleActivity activity;

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

    public void deductMoney(){
        System.out.println("不能扣除积分了");
    }

    //当前状态不能抽奖
    public boolean raffle(){
        System.out.println("不能抽奖了");
        return false;
    }

    public void dispensePrize(){
        if(activity.getCount() > 0){
            System.out.println("恭喜中奖了");
            activity.setState(activity.getNonRaffleState());
        } else {
            System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
            activity.setState(activity.getDispensOutState());
            System.out.println("抽奖活动结束");
            System.exit(0);
        }
    }
}

//奖品发放完毕的状态
public class DispensOutState extends State{

    //初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
    private RaffleActivity activity;

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

    public void deductMoney(){
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
    }

    //当前状态不能抽奖
    public boolean raffle(){
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
        return false;
    }

    public void dispensePrize(){
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
    }
}

创建Activity类：

//抽奖活动
public class RaffleActivity{
    
    private State state;
    private int count;

    private State noRaffleState = new NoRaffleState(this);
    private State canRaffleState = new CanRaffleState(this); 

    private State dispenseState = new DispenseState(this);
    private State dispensOutState = new DispensOutState(this); 

    public RaffleActivity(int count){
        this.state = getNoRaffleState();
        this.count = count;
    }

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

    //抽奖
    public void raffle(){
        //如果当前状态时抽奖成功，就领取奖品
        if(state.raffle()){
            state.dispensePrize();
        }
    }

    public State getState(){
        return state; 
    }

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

    public int getCount(){
        int curCount = count;
        count--;
        return curCount;
    }
    
    public void setCount(int count){
        this.count = count;
    }

    public State getNoRaffleState(){
        return noRaffleState;
    }

    public State getCanRaffleState(){
        return canRaffleState;
    }

    public State getDispenseState(){
        return dispenseState;
    }

    public State getDispensOutState(){
        return dispensOutState;
    }
}

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        RaffleActivity activity = new RaffleActivity(1);

        for(int i = 0; i< 300; i++){
            System.out.println("----------第" + (i + 1) + "次抽奖----------");
            activity.debuctMoney();
            activity.raffle();
        }
    }
}