设计模式之十 状态模式

状态模式

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定义

例子

设计原则

总结

定义

状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

例子

我们使用《Head First 设计模式》中的糖果机例子：

糖果机有NoQuarter、HasQuarter、Sold、SoldOut等状态，当然，我们后期可以根据需求加入Winner状态。

首先，让我们创建一个接口，让所有的状态都必须实现这个接口：

/*** 状态类* @author Kwin**/
public interface State {void insertQuarter();void ejectQuarter();void turnCrank();void dispense();
}

我们实现下面四个状态，后面添加一个赢家状态：

/*** 未投硬币状态* @author Kwin**/
public class NoQuarterState implements State {private GumballMachine gumballMachine;public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}@Overridepublic void insertQuarter() {System.out.println("你插入了一枚硬币");gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());}@Overridepublic void ejectQuarter() {System.out.println("没钱，你不能退钱");}@Overridepublic void turnCrank() {System.out.println("没钱还想要糖果？美得你");}@Overridepublic void dispense() {System.out.println("你要先付钱");}}

/*** 已投硬币状态* @author Kwin**/
public class HasQuarterState implements State {Random randomWinner = new Random(System.currentTimeMillis());private GumballMachine gumballMachine;public HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}@Overridepublic void insertQuarter() {System.out.println("机子里已经插过钱了");}@Overridepublic void ejectQuarter() {System.out.println("退钱成功");gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());}@Overridepublic void turnCrank() {System.out.println("等待出货");int winner = randomWinner.nextInt(10);if(winner == 0 && gumballMachine.getCount() > 1) {gumballMachine.setState(gumballMachine.getWinnerState());}else {gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldState());}}@Overridepublic void dispense() {System.out.println("没有糖果发放");}}

/*** 售光状态* @author Kwin**/
public class SoldOutState implements State {private GumballMachine gumballMachine;public SoldOutState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}@Overridepublic void insertQuarter() {System.out.println("别塞，没糖果了");}@Overridepublic void ejectQuarter() {System.out.println("哟呵，想诈骗啊");}@Overridepublic void turnCrank() {System.out.println("说了，没糖果了");}@Overridepublic void dispense() {System.out.println("没糖果了");}}

/*** 销售状态* @author Kwin**/
public class SoldState implements State {private GumballMachine gumballMachine;public SoldState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}@Overridepublic void insertQuarter() {System.out.println("请等待，正在出货中");}@Overridepublic void ejectQuarter() {System.out.println("抱歉，正在出货中");}@Overridepublic void turnCrank() {System.out.println("你想出两次货？美得你");}@Overridepublic void dispense() {gumballMachine.releaseBall();if(gumballMachine.getCount() >0) {gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());} else {System.out.println("卖完啦！");gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());}}
}

/*** 赢家状态* @author Kwin**/
public class WinnerState implements State {private GumballMachine gumballMachine;public WinnerState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}@Overridepublic void insertQuarter() {System.out.println("请等待，正在出货中");}@Overridepublic void ejectQuarter() {System.out.println("抱歉，正在出货中");}@Overridepublic void turnCrank() {System.out.println("你想出两次货？美得你");}@Overridepublic void dispense() {gumballMachine.releaseBall();if(gumballMachine.getCount() > 0) {gumballMachine.releaseBall();if(gumballMachine.getCount() > 0) {gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());} else {gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());}} else {System.out.println("卖完啦！");gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());}}
}

让我们测试下我们的代码吧

/*** 测试代码* @author Kwin**/
public class GumballMachineTestDriver {public static void main(String[] args) {GumballMachine gumballMachine = new GumballMachine(10);System.out.println(gumballMachine);gumballMachine.insertQuarter();gumballMachine.turnCrank();System.out.println(gumballMachine);gumballMachine.insertQuarter();gumballMachine.ejectQuarter();gumballMachine.ejectQuarter();System.out.println(gumballMachine);gumballMachine.insertQuarter();gumballMachine.turnCrank();}
}

测试结果：

上面的代码还有很多改进的地方，比如：可以把State接口改写成抽象类，把每个方法的默认行为放在其中，并把Context上下文的注入放进其中。

despense()方法一直被调用，我们可以让turnCrank()返回一个布尔值作为对despense()调用的判断条件。

设计原则

封装变化

多用组合，少用继承

针对接口编程，不针对实现编程

为交互对象之间的松耦合设计而努力

类应该对扩展开放，对修改关闭

依赖抽象，不要依赖具体类

只和朋友交谈

别找我，我会找你

类应该只有一个改变的理由

总结

状态模式允许一个对象基于内部状态而拥有不同的行为。

通过将每一个状态封装进一个类，我们以后需要做的任何改变局部化了。

使用状态模式通常会导致设计中的类的数目的大量增加。