java设计模式之状态模式（state pattern）

红太狼 2022-11-10 14:12 287阅读 0赞

# 基本介绍 #

*  主要用来解决对象在多种状态转换时，需要对外输出不同的行为的问题。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

**原理图如下**：  
![image][]  
**原理类图的说明**:

*  Context：环境角色，用于维护State实例，这个实例定义当前状态
 *  State：抽象状态角色，定义一个接口封装与Context的一个特点接口相关行为
 *  ConcreteState：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

# 案例 #

## App抽奖活动问题 ##

请编写程序完成APP抽奖活动，具体要求如下：

*  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%
 *  奖品数量固定，抽完就不能抽奖
 *  活动有四个状态：可以抽、不能抽、发放奖品和奖品领完
 *  活动的四个状态转换关系图如下  
    ![image][image 1]

## 状态模式解决App抽奖问题 ##

![image][image 2]

> 这里没有对用户积分做管理，原理和发放奖品的原理一样

public abstract class State { 
        /** * 扣除积分50 */
        abstract void deductMoney();
    
        /** * 是否抽中奖品 */
        abstract Boolean raffle();
    
        /** * 发放奖品 */
        abstract void dispensePrize();
    }

public class CanRaffleState extends State { 
        RaffleActivity activity;
    
        public CanRaffleState(RaffleActivity activity) { 
            this.activity = activity;
        }
    
    
        @Override
        void deductMoney() { 
            System.out.println("扣除积分");
        }
    
        @Override
        Boolean raffle() { 
            System.out.println("抽奖中");
            Random random = new Random();
            int number = random.nextInt(10);
            if (number == 0) { 
                activity.setState(activity.getDispenseState());
                return true;
            } else { 
                System.out.println("很遗憾没有中奖");
                activity.setState(activity.getNoRaffleState());
                return false;
            }
        }
    
        @Override
        void dispensePrize() { 
            System.out.println("没有中奖，不能发放奖品");
        }
    }

public class DispenseOutState extends State { 
        RaffleActivity activity;
    
        public DispenseOutState(RaffleActivity activity) { 
            this.activity = activity;
        }
    
        @Override
        void deductMoney() { 
            System.out.println("奖品发放完了，请下次参加");
        }
    
        @Override
        Boolean raffle() { 
            System.out.println("奖品发放完了，请下次参加");
            return false;
        }
    
        @Override
        void dispensePrize() { 
            System.out.println("奖品发放完了，请下次参加");
        }
    }

public class DispenseState extends State { 
        RaffleActivity activity;
    
        public DispenseState(RaffleActivity activity) { 
            this.activity = activity;
        }
    
        @Override
        void deductMoney() { 
            System.out.println("不能扣除积分");
        }
    
        @Override
        Boolean raffle() { 
            System.out.println("不能抽奖");
            return false;
        }
    
        @Override
        void dispensePrize() { 
            if (activity.getCount() > 0) { 
                System.out.println("恭喜中奖了");
                if (activity.getCount() - 1 > 0){ 
                    activity.setCount(activity.getCount() - 1);
                    activity.setState(activity.getNoRaffleState());
                } else { 
                    activity.setState(activity.getDispenseOutState());
                }
            } else { 
                System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
                activity.setState(activity.getDispenseOutState());
            }
        }
    }

public class NoRaffleState extends State { 
        RaffleActivity activity;
    
        public NoRaffleState(RaffleActivity activity) { 
            this.activity = activity;
        }
    
        @Override
        void deductMoney() { 
            System.out.println("扣除50积分成功，可以抽奖了");
            activity.setState(activity.getCanRaffleState());
        }
    
        @Override
        Boolean raffle() { 
            System.out.println("扣除积分后才可抽奖");
            return false;
        }
    
        @Override
        void dispensePrize() { 
            System.out.println("不能发放奖品");
        }
    }

@Data
    public class RaffleActivity { 
        private State state;
        private int count;
    
        State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
        State dispenseState = new DispenseState(this);
        State dispenseOutState = new DispenseOutState(this);
        State noRaffleState = new NoRaffleState(this);
    
        public RaffleActivity(int count) { 
            this.state = getNoRaffleState();
            this.count = count;
        }
    
        public void deductMoney(){ 
            state.deductMoney();
        }
    
        public void raffle() { 
            if (state.raffle()) { 
                state.dispensePrize();
            }
        }
    
        public int getCount() { 
            int curCount = count;
            return curCount;
        }
    
        public void setCount(int count){ 
            this.count = count;
        }
    }

public class Client { 
        public static void main(String[] args) { 
            RaffleActivity activity = new RaffleActivity(5);
            for (int i = 0; i < 300; i++) { 
                System.out.println("第"+i+"次抽奖");
                activity.deductMoney();
                activity.raffle();
            }
        }
    }

# 状态模式的注意事项和细节 #

*  代码有很强的可读性。状态模式将每一个状态的行为封装到对应的一个类中
 *  不方便维护。将容易产生问题的if-else语句删除了，如果把每个状态的行为都放到一个类中，每次调用方法时都需要判断当前是什么状态，不但会产出很多if-else语句，而且容易出错
 *  符合开闭原则，容易增删状态
 *  会产生很多类。每个状态都要一个对应的类，当状态过多时会产生很多类，加大维护难度
 *  当一个事件或者对象有很多种状态，状态之间会相互转换，对不同的状态要求有不同的行为的时候，可以考虑使用状态模式

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