设计模式——状态模式

最新推荐文章于 2021-12-28 16:39:36 发布

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本文介绍了如何使用设计模式中的状态模式来简化电梯门控制逻辑。通过定义状态接口和各个状态实现类，如关闭、开启、开启中、关闭中和运行中状态，减少复杂的条件判断。状态控制器接口用于切换电梯门状态，模拟电梯门的开关过程，展示状态模式在解决状态变化问题上的优势。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

设计模式——状态模式

在状态模式中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。

优点： 减少复杂的逻辑判断，减少了条件分支语句。

缺点： 代码量增加。

使用场景：
假设现在我要根据电梯的状态去开关电梯门，那么有哪些状态呢？

电梯门完全关闭状态，此时可以手动打开；
电梯门开启中，此时不能手动关闭也不能手动打开；
电梯门关闭中，此时不能手动关闭（无意义），但是可以手动打开；
电梯门完全开启状态，此时电梯可以手动关闭，并且可以在3秒内无人手动关闭后自动关闭。
电梯在上行下行过程中，电梯门无法手动开关。

以上还是仅仅我能想到的场景，另外，还有双电梯、多层按钮等状态等情况，此时怎样去控制？我想可能有人会说，这有什么难的，多写几个if...else不就行了。多写几个if...else确实很爽，但是过三天、一周后你再回头看你的逻辑，你还能理清楚吗？即使你能理清楚，那又得耗费多少时间和精力啊！
因此，这种情况下，就极其适合用状态模式。

我们可以抛弃什么时候点击开关电梯门按钮有效的判断逻辑，而用另一种思路：电梯门不论在什么状态下，我们都可以点击开关按钮，区别仅仅是按钮是否有效罢了。

**1、**有了思路，那么第一步，我们先写一个状态的接口LiftState：

public interface LiftState {
	
	public void open();
	
	public void close();

}

每个状态下，我们都可以按开关键。

**2、**然后，我们写若干个实体类实现此接口，每一个实现类都是一种电梯状态，这里，我们有5种电梯状态：LiftOpenState，LiftCloseState，LiftOpeningState，LiftClosingState，LiftMoveState。它们分别对应电梯门完全开启、完全关闭、开启中、关闭中和上下运行中的状态。

我们以LiftCloseState举例，此时关闭状态下只能去打开，不能去关闭，则我们只需要实现open的逻辑即可：

public class LiftCloseState implements LiftState{

	@Override
	public void open() {
		// 完全关闭，可以打开
		System.out.println("完全关闭了，此时去打开电梯！");
		
	}

	@Override
	public void close() {
		//完全关闭，按关闭无效
	}

}

**3、**当我们点击开启的时候，电梯的状态应该从关闭变成开启中，那么，此时我们可以写一个电梯门的状态控制器接口，去改变电梯门的状态：

public interface LiftControl {
	
	public void toOpening();
	
	public void toOpen();
	
	public void toClosing();
	
	public void toClose();
	
	public void toMove();

}

此时，我们还要改变我们的LiftState接口，因为我们需要通过LiftControl去控制电梯门：

public interface LiftState {
	
	public void open(LiftControl control);
	
	public void close(LiftControl control);

}

LiftState接口的实现类也都需要改变一下。

**4、**此时，我们的状态都写好了，那么我们编写一个NewTest类去测试一下。

首先让NewTest去实现LiftControl接口：

public class NewTest implements LiftControl{

	private static NewTest newTest = new NewTest();

}

并重写接口的方法。

首先是toOpening：

@Override
public void toOpening() {
	liftState = new LiftOpeningState();
	
	
	new Thread(new Runnable() {
		
		@Override
		public void run() {
			//模拟开门要1秒钟
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			
			toOpen();
		}
	}).start();
}

这个方法是从关闭状态到打开中状态，期间，按任何键都无效。我们模拟一秒钟的打开时间，打开后变成开启状态。

然后是toOpen：

@Override
public void toOpen() {
	liftState = new LiftOpenState();
	
	new Thread(new Runnable() {
		
		@Override
		public void run() {
			//三秒后没人，就关了
			try {
				Thread.sleep(3000);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			
			//如果没人提前按关闭按钮
			if(liftState instanceof LiftOpenState) {
				toClosing();
			}
			
		}
	}).start();
	
}

这个方法是从打开状态到关闭中状态，如果此时没人提前按关闭按钮则去关闭电梯门。

然后是toClosing：

@Override
public void toClosing() {
	liftState = new LiftClosingState();
	
	new Thread(new Runnable() {
		
		@Override
		public void run() {
			
			//模拟关门一秒
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			
			//如果没人按开门，则去关闭
			if(liftState instanceof LiftClosingState) {
				toClose();
			}
			
		}
	}).start();
	
}

这个方法是从关闭中状态到关闭状态，如果此时没人按开门按钮则去关闭电梯门。

然后是toClose和toMove：

@Override
public void toClose() {
	liftState = new LiftCloseState();
	
}

@Override
public void toMove() {
	// TODO Auto-generated method stub
	liftState = new LiftMoveState();
}

这两个方法因为没什么特殊的，就不用写逻辑了。

然后，我们在main方法中可以这样写：

public static void main(String[] args) {
	liftState = new LiftCloseState();
	
	liftState.open(newTest);
	
	liftState.close(newTest);
}

当然，这个测试环境不太正确，如果在有界面操作的交互场景，可能更能体现出状态模式的威力。