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优秀程序员早就学会用“状态模式”代替if-else了

2020-12-30 00:00今日头条编程小菜鸟 编程技术

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。

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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

优秀程序员早就学会用“状态模式”代替if-else了

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

  1. public interface State { 
  2.   // 挑选商品 
  3.   void choose(); 
  4.   // 付款 
  5.   boolean payment(); 
  6.   // 分发商品 
  7.   void dispenseCommodity(); 

挑选商品状态类

  1. public class ChooseGoods implements State { 
  2.  
  3.   VendingMachine machine; 
  4.  
  5.   public ChooseGoods(VendingMachine machine) { 
  6.     this.machine = machine; 
  7.   } 
  8.  
  9.   @Override 
  10.   public void choose() { 
  11.     if (machine.getCount() > 0) { 
  12.       System.out.println("商品挑选成功,请及时付款!"); 
  13.       machine.setState(machine.getPaymentState()); 
  14.     } else { 
  15.       System.out.println("很遗憾,商品售罄了!"); 
  16.       machine.setState(machine.getEmptyState()); 
  17.     } 
  18.   } 
  19.  
  20.   @Override 
  21.   public boolean payment() { 
  22.     System.out.println("请先挑选商品!"); 
  23.     return false
  24.   } 
  25.  
  26.   @Override 
  27.   public void dispenseCommodity() { 
  28.     System.out.println("请先挑选商品!"); 
  29.   } 

付款状态类

  1. public class PaymentState implements State { 
  2.  
  3.   VendingMachine machine; 
  4.  
  5.   public PaymentState(VendingMachine machine) { 
  6.     this.machine = machine; 
  7.   } 
  8.  
  9.   @Override 
  10.   public void choose() { 
  11.     System.out.println("商品已选购完成请勿重复挑选"); 
  12.   } 
  13.  
  14.   @Override 
  15.   public boolean payment() { 
  16.     Random random = new Random(); 
  17.     int num = random.nextInt(10); 
  18.     if(num % 2 == 0){ 
  19.       System.out.println("付款成功!"); 
  20.       machine.setState(machine.getDispenseCommodityState()); 
  21.       return true
  22.     } 
  23.     System.out.println("付款失败,请重新支付!"); 
  24.     return false
  25.   } 
  26.  
  27.   @Override 
  28.   public void dispenseCommodity() { 
  29.     System.out.println("请先完成支付!"); 
  30.   } 

商品售罄状态类

  1. public class EmptyState implements State { 
  2.  
  3.   VendingMachine machine; 
  4.  
  5.   public EmptyState(VendingMachine machine) { 
  6.     this.machine = machine; 
  7.   } 
  8.  
  9.   @Override 
  10.   public void choose() { 
  11.     System.out.println("对不起商品已售罄!"); 
  12.   } 
  13.  
  14.   @Override 
  15.   public boolean payment() { 
  16.     System.out.println("对不起商品已售罄!"); 
  17.     return false
  18.   } 
  19.  
  20.   @Override 
  21.   public void dispenseCommodity() { 
  22.     System.out.println("对不起商品已售罄!"); 
  23.   } 

分发商品状态类

  1. public class DispenseCommodityState implements State { 
  2.  
  3.   VendingMachine machine; 
  4.  
  5.   public DispenseCommodityState(VendingMachine machine) { 
  6.     this.machine = machine; 
  7.   } 
  8.  
  9.   @Override 
  10.   public void choose() { 
  11.     System.out.println("请及时取走您的商品!"); 
  12.   } 
  13.  
  14.   @Override 
  15.   public boolean payment() { 
  16.     System.out.println("请及时取走您的商品!"); 
  17.     return false
  18.   } 
  19.  
  20.   @Override 
  21.   public void dispenseCommodity() { 
  22.     System.out.println("请及时取走您的商品!"); 
  23.     machine.setState(machine.getChooseGoods()); 
  24.   } 

自动售货机 => Context角色

  1. public class VendingMachine { 
  2.   // 表示当前状态 
  3.   private State state = null
  4.   // 商品数量 
  5.   private int count = 0; 
  6.   private State chooseGoods = new ChooseGoods(this); 
  7.   private State paymentState = new PaymentState(this); 
  8.   private State dispenseCommodityState = new DispenseCommodityState(this); 
  9.   private State emptyState = new EmptyState(this); 
  10.  
  11.   public VendingMachine(int count) { 
  12.     this.count = count
  13.     this.state = this.getChooseGoods(); 
  14.   } 
  15.  
  16.   // 购买商品 
  17.   public void purchase() { 
  18.     // 挑选商品 
  19.     state.choose(); 
  20.     // 支付成功 
  21.     if (state.payment()) { 
  22.       // 分发商品 
  23.       state.dispenseCommodity(); 
  24.     } 
  25.   } 
  26.    
  27.   // 获取商品后将商品减一 
  28.   public int getCount() { 
  29.     return count--; 
  30.   } 
  31.    
  32.   // get和set方法 ...  

客户端测试类

  1. public class Client { 
  2.  
  3.   public static void main(String[] args) { 
  4.     VendingMachine machine = new VendingMachine(1); 
  5.     for (int i = 1; i < 4; i++) { 
  6.       System.out.println("第" + i + "次购买。"); 
  7.       machine.purchase(); 
  8.     } 
  9.   } 

执行结果

优秀程序员早就学会用“状态模式”代替if-else了

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”

原文地址:https://www.toutiao.com/a6910864621125583372/

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