2020年已经进入倒计时了,大家立好的flag完成了吗?2020实“鼠”不易,希望2021可以“牛”转乾坤。
简介
状态模式是行为型设计模式的一种。其设计理念是当对象的内部状态发生改变时,随之改变其行为。状态和行为之间是一一对应的。
该模式主要用于,对象的行为依赖于它的状态,并且其行为是随着状态的改变而切换时。
状态模式UML类图
类图讲解
State:抽象状态接口(也可以定义成抽象类),该接口封装了所有状态所对应的行为。
ConcreteStateA/B:具体状态类,该类实现了抽象状态接口,会根据自身对应的状态来实现接口中定义的方法,还有另一个功能是指明如何过渡到下一个状态。
Context:环境(上下文)角色,该类负责状态的切换,还持有一个State实例,代表当前环境所处状态。
案例讲解
案例:通过状态模式来实现自助售卖机的功能。
状态接口
- public interface State {
- // 挑选商品
- void choose();
- // 付款
- boolean payment();
- // 分发商品
- void dispenseCommodity();
- }
挑选商品状态类
- public class ChooseGoods implements State {
- VendingMachine machine;
- public ChooseGoods(VendingMachine machine) {
- this.machine = machine;
- }
- @Override
- public void choose() {
- if (machine.getCount() > 0) {
- System.out.println("商品挑选成功,请及时付款!");
- machine.setState(machine.getPaymentState());
- } else {
- System.out.println("很遗憾,商品售罄了!");
- machine.setState(machine.getEmptyState());
- }
- }
- @Override
- public boolean payment() {
- System.out.println("请先挑选商品!");
- return false;
- }
- @Override
- public void dispenseCommodity() {
- System.out.println("请先挑选商品!");
- }
- }
付款状态类
- public class PaymentState implements State {
- VendingMachine machine;
- public PaymentState(VendingMachine machine) {
- this.machine = machine;
- }
- @Override
- public void choose() {
- System.out.println("商品已选购完成请勿重复挑选");
- }
- @Override
- public boolean payment() {
- Random random = new Random();
- int num = random.nextInt(10);
- if(num % 2 == 0){
- System.out.println("付款成功!");
- machine.setState(machine.getDispenseCommodityState());
- return true;
- }
- System.out.println("付款失败,请重新支付!");
- return false;
- }
- @Override
- public void dispenseCommodity() {
- System.out.println("请先完成支付!");
- }
- }
商品售罄状态类
- public class EmptyState implements State {
- VendingMachine machine;
- public EmptyState(VendingMachine machine) {
- this.machine = machine;
- }
- @Override
- public void choose() {
- System.out.println("对不起商品已售罄!");
- }
- @Override
- public boolean payment() {
- System.out.println("对不起商品已售罄!");
- return false;
- }
- @Override
- public void dispenseCommodity() {
- System.out.println("对不起商品已售罄!");
- }
- }
分发商品状态类
- public class DispenseCommodityState implements State {
- VendingMachine machine;
- public DispenseCommodityState(VendingMachine machine) {
- this.machine = machine;
- }
- @Override
- public void choose() {
- System.out.println("请及时取走您的商品!");
- }
- @Override
- public boolean payment() {
- System.out.println("请及时取走您的商品!");
- return false;
- }
- @Override
- public void dispenseCommodity() {
- System.out.println("请及时取走您的商品!");
- machine.setState(machine.getChooseGoods());
- }
- }
自动售货机 => Context角色
- public class VendingMachine {
- // 表示当前状态
- private State state = null;
- // 商品数量
- private int count = 0;
- private State chooseGoods = new ChooseGoods(this);
- private State paymentState = new PaymentState(this);
- private State dispenseCommodityState = new DispenseCommodityState(this);
- private State emptyState = new EmptyState(this);
- public VendingMachine(int count) {
- this.count = count;
- this.state = this.getChooseGoods();
- }
- // 购买商品
- public void purchase() {
- // 挑选商品
- state.choose();
- // 支付成功
- if (state.payment()) {
- // 分发商品
- state.dispenseCommodity();
- }
- }
- // 获取商品后将商品减一
- public int getCount() {
- return count--;
- }
- // get和set方法 ...
- }
客户端测试类
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- VendingMachine machine = new VendingMachine(1);
- for (int i = 1; i < 4; i++) {
- System.out.println("第" + i + "次购买。");
- machine.purchase();
- }
- }
- }
执行结果
总结
1、状态模式将每个状态所对应的行为封装到一个类中,大大提高了代码的可读性。并且通过这样的设计还可以消除多余的if-else语句,方便代码的维护。
2、状态模式符合“开闭原则”,容易增加和删除状态。
3、任何事情都有利弊,状态模式也不例外。其最显著的问题是,每个状态都要对应一个类,当状态过多时会产生大量的类,从而加大维护成本。
4、应用场景:当一个需求有很多状态,并且状态之间会进行转换,不同状态还对应不同的行为时就可以考虑使用“状态模式”
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