Java設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式State Pattern詳解
概述
狀態(tài)模式允許對(duì)象在內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為,對(duì)象看起來好像修改了它的類。這個(gè)模式將狀態(tài)封裝成獨(dú)立的類,并將動(dòng)作委托到 代表當(dāng)前狀態(tài)的對(duì)象,我們知道行為會(huì)隨著內(nèi)部狀態(tài)而改變。
一個(gè)對(duì)象“看起來好像修改了它的類”是什么意思呢?從客戶的視角來看:如果說你使用的對(duì)象能夠完全改變它的行為,那么你會(huì)覺得,這個(gè)對(duì)象實(shí)際上是從別的類實(shí)例化而來的。然而,實(shí)際上,你知道我們是在使用組合通過簡(jiǎn)單引用不同的狀態(tài)對(duì)象來造成類改變的假象。
狀態(tài)模式它主要用來解決對(duì)象在多種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí),需要對(duì)外輸出不同的行為的問題。狀態(tài)和行為是一一對(duì)應(yīng)的,狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換。
UML類圖

- Context是一個(gè)類,它可以擁有一些內(nèi)部狀態(tài)。
- State接口定義了一個(gè)所有具體狀態(tài)的共同接口,任何狀態(tài)都實(shí)現(xiàn)這個(gè)相同的接口,這樣一來狀態(tài)之間可以互相替換。
- 不管在什么時(shí)候,只要有人調(diào)用Context的request()方法,它就會(huì)被委托到狀態(tài)來處理。
- ConcreteState處理來自Context的請(qǐng)求。每一個(gè)ConcreteState都提供了它自己對(duì)于請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)。所以,當(dāng)Context改變狀態(tài)時(shí),行為也跟著改變。
狀態(tài)模式與策略模式
以狀態(tài)模式而言,我們將一群行為封裝在狀態(tài)對(duì)象中,context的行為隨時(shí)可委托到那些狀態(tài)對(duì)象中的一個(gè)。隨著時(shí)間的流逝,當(dāng)前狀態(tài)在狀態(tài)對(duì)象集合中游走改變,以反映出context內(nèi)部的狀態(tài),因此context的行為也會(huì)隨著改變。但是context的客戶對(duì)于狀態(tài)對(duì)象了解不多,甚至根本是渾然不覺。
而以策略模式而言,客戶通常主動(dòng)指定Context所要組合的策略對(duì)象是哪一個(gè)。現(xiàn)在,固然策略模式讓我們具有彈性,能夠在運(yùn)行時(shí)改變策略,但對(duì)于某個(gè)context對(duì)象來說,通常都只有一個(gè)最適當(dāng)?shù)牟呗詫?duì)象。
一般來說,我們把策略模式想成是除了繼承之外的一種彈性替代方案。如果你使用繼承定義了一個(gè)類的行為,你將被這個(gè)行為困住,甚至要修改它都很難。有了策略模式,你可以通過組合不同的對(duì)象來改變行為。
我們把狀態(tài)模式想成是不用在context中放置許多條件判斷的替代方案。通過將行為包裝進(jìn)狀態(tài)對(duì)象中,你可以通過在context內(nèi)見到地改變狀態(tài)對(duì)象來改變context的行為。
誰(shuí)決定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的流向
Context或者ConcreteState都可以。
一般來講,當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換是固定的時(shí)候,就適合放在Context中。然而,當(dāng)轉(zhuǎn)換是動(dòng)態(tài)的時(shí)候,通常就會(huì)放在狀態(tài)類中。
將狀態(tài)放在狀態(tài)類中的缺點(diǎn)是:狀態(tài)類之間產(chǎn)生了依賴。
State是接口還是抽象類
答:都可以。如果我們沒有共同的功能可以放進(jìn)抽象類中,就會(huì)使用接口。在你實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式時(shí),很可能想使用抽象類。這么一來,當(dāng)你以后需要在抽象類中加入新的方法是就很容易,不需要打破具體狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用案例分析
請(qǐng)編寫程序完成APP 抽獎(jiǎng)活動(dòng)具體要求如下:
- 假如每參加一次這個(gè)活動(dòng)要扣除用戶50 積分,中獎(jiǎng)概率是10%
- 獎(jiǎng)品數(shù)量固定,抽完就不能抽獎(jiǎng)
- 活動(dòng)有四個(gè)狀態(tài): 可以抽獎(jiǎng)、不能抽獎(jiǎng)、發(fā)放獎(jiǎng)品和獎(jiǎng)品領(lǐng)完
- 活動(dòng)的四個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系圖

那么需要如何做呢?
- 定義出一個(gè)接口(或抽象類)叫狀態(tài)接口,每個(gè)狀態(tài)都實(shí)現(xiàn)(繼承)它。
- 接口有扣除積分方法、抽獎(jiǎng)方法、發(fā)放獎(jiǎng)品方法
狀態(tài)抽象類
/**
* 狀態(tài)抽象類
*/
public abstract class State {
// 扣除積分 - 50
public abstract void deductMoney();
// 是否抽中獎(jiǎng)品
public abstract boolean raffle();
// 發(fā)放獎(jiǎng)品
public abstract void dispensePrize();
}可以抽獎(jiǎng)的狀態(tài)
public class CanRaffleState extends State {
RaffleActivity activity;
public CanRaffleState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
//已經(jīng)扣除了積分,不能再扣
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("已經(jīng)扣取過了積分");
}
//可以抽獎(jiǎng), 抽完獎(jiǎng)后,根據(jù)實(shí)際情況,改成新的狀態(tài)
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("正在抽獎(jiǎng),請(qǐng)稍等!");
Random r = new Random();
int num = r.nextInt(10);
// 10%中獎(jiǎng)機(jī)會(huì)
if(num == 0){
// 改變活動(dòng)狀態(tài)為發(fā)放獎(jiǎng)品 context
activity.setState(activity.getDispenseState());
return true;
}else{
System.out.println("很遺憾沒有抽中獎(jiǎng)品!");
// 改變狀態(tài)為不能抽獎(jiǎng)
activity.setState(activity.getNoRafflleState());
return false;
}
}
// 不能發(fā)放獎(jiǎng)品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("沒中獎(jiǎng),不能發(fā)放獎(jiǎng)品");
}
}獎(jiǎng)品發(fā)放完畢狀態(tài)
/**
* 獎(jiǎng)品發(fā)放完畢狀態(tài)
* 說明,當(dāng)我們activity 改變成 DispenseOutState, 抽獎(jiǎng)活動(dòng)結(jié)束
*/
public class DispenseOutState extends State {
// 初始化時(shí)傳入活動(dòng)引用
RaffleActivity activity;
public DispenseOutState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("獎(jiǎng)品發(fā)送完了,請(qǐng)下次再參加");
}
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("獎(jiǎng)品發(fā)送完了,請(qǐng)下次再參加");
return false;
}
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("獎(jiǎng)品發(fā)送完了,請(qǐng)下次再參加");
}
}發(fā)放獎(jiǎng)品的狀態(tài)
public class DispenseState extends State {
// 初始化時(shí)傳入活動(dòng)引用,發(fā)放獎(jiǎng)品后改變其狀態(tài)
RaffleActivity activity;
public DispenseState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("不能扣除積分");
}
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("不能抽獎(jiǎng)");
return false;
}
//發(fā)放獎(jiǎng)品
@Override
public void dispensePrize() {
if(activity.getCount() > 0){
System.out.println("恭喜中獎(jiǎng)了");
// 改變狀態(tài)為不能抽獎(jiǎng)
activity.setState(activity.getNoRafflleState());
}else{
System.out.println("很遺憾,獎(jiǎng)品發(fā)送完了");
// 改變狀態(tài)為獎(jiǎng)品發(fā)送完畢, 后面我們就不可以抽獎(jiǎng)
activity.setState(activity.getDispensOutState());
//System.out.println("抽獎(jiǎng)活動(dòng)結(jié)束");
//System.exit(0);
}
}
}不能抽獎(jiǎng)狀態(tài)
public class NoRaffleState extends State {
// 初始化時(shí)傳入活動(dòng)引用,扣除積分后改變其狀態(tài)
RaffleActivity activity;
public NoRaffleState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
// 當(dāng)前狀態(tài)可以扣積分 , 扣除后,將狀態(tài)設(shè)置成可以抽獎(jiǎng)狀態(tài)
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("扣除50積分成功,您可以抽獎(jiǎng)了");
activity.setState(activity.getCanRaffleState());
}
// 當(dāng)前狀態(tài)不能抽獎(jiǎng)
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("扣了積分才能抽獎(jiǎng)喔!");
return false;
}
// 當(dāng)前狀態(tài)不能發(fā)獎(jiǎng)品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("不能發(fā)放獎(jiǎng)品");
}
}抽獎(jiǎng)活動(dòng)(Context)
public class RaffleActivity {
// state 表示活動(dòng)當(dāng)前的狀態(tài),是變化
State state = null;
// 獎(jiǎng)品數(shù)量
int count = 0;
// 四個(gè)屬性,表示四種狀態(tài)
State noRafflleState = new NoRaffleState(this);
State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
State dispenseState = new DispenseState(this);
State dispensOutState = new DispenseOutState(this);
//構(gòu)造器
//1. 初始化當(dāng)前的狀態(tài)為 noRafflleState(即不能抽獎(jiǎng)的狀態(tài))
//2. 初始化獎(jiǎng)品的數(shù)量
public RaffleActivity( int count) {
this.state = getNoRafflleState();
this.count = count;
}
//扣分, 調(diào)用當(dāng)前狀態(tài)的 deductMoney
public void debuctMoney(){
state.deductMoney();
}
//抽獎(jiǎng)
public void raffle(){
// 如果當(dāng)前的狀態(tài)是抽獎(jiǎng)成功
if(state.raffle()){
//領(lǐng)取獎(jiǎng)品
state.dispensePrize();
}
}
public State getState() {
return state;
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
//這里請(qǐng)大家注意,每領(lǐng)取一次獎(jiǎng)品,count--
public int getCount() {
int curCount = count;
count--;
return curCount;
}
public void setCount(int count) {
this.count = count;
}
public State getNoRafflleState() {
return noRafflleState;
}
public void setNoRafflleState(State noRafflleState) {
this.noRafflleState = noRafflleState;
}
public State getCanRaffleState() {
return canRaffleState;
}
public void setCanRaffleState(State canRaffleState) {
this.canRaffleState = canRaffleState;
}
public State getDispenseState() {
return dispenseState;
}
public void setDispenseState(State dispenseState) {
this.dispenseState = dispenseState;
}
public State getDispensOutState() {
return dispensOutState;
}
public void setDispensOutState(State dispensOutState) {
this.dispensOutState = dispensOutState;
}
}測(cè)試狀態(tài)模式
public class ClientTest {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
// 創(chuàng)建活動(dòng)對(duì)象,獎(jiǎng)品有1個(gè)獎(jiǎng)品
RaffleActivity activity = new RaffleActivity(1);
// 我們連續(xù)抽300次獎(jiǎng)
for (int i = 0; i < 30; i++) {
System.out.println("--------第" + (i + 1) + "次抽獎(jiǎng)----------");
// 參加抽獎(jiǎng),第一步點(diǎn)擊扣除積分
activity.debuctMoney();
// 第二步抽獎(jiǎng)
activity.raffle();
}
}
}
UML類圖如下:

到此這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式State Pattern詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java狀態(tài)模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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