优秀程序员早就学会用“状态模式”代替if-else了
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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