圖解Java設計模式之狀態模式

圖解Java設計模式之狀態模式

• APP抽象活動問題
• 狀態模式基本介紹
• 狀態模式的原理類圖
• 狀態模式解決APP抽獎問題
• 狀態模式的注意事項和細節

APP抽象活動問題

請撰寫程式完成APP抽象活動，具體要求如下 ：
1）加入每參加一個這個活動要扣除用戶50積分，中獎概率是10%，
2）獎品數量固定，抽完就不能抽獎，
3）活動有四個狀態 ：可以抽象、不能抽象、發放獎品和獎品領完，
4）活動的四個狀態轉換關系圖（右圖）

狀態模式基本介紹

1）狀態模式（State Pattern）：它主要用來解決物件在多種狀態轉換時，需要對外輸出不同的行為的問題，狀態和行為是一一對應的，狀態之間可以相互轉換，
2）當一個物件的內在狀態改變時，允許改變其行為，這個物件看起來像是改變類其類，

狀態模式的原理類圖

對原理類圖的說明 ：
1）Context 類為環境角色，用于維護State 實體，這個實體定義當前狀態，
2）State 是抽象狀態角色，定義一個介面封裝與Context 的一個特點介面相關行為，
3）ConcreteState 具體的狀態角色，每個子類實作一個與Context 的一個狀態相關行為，

狀態模式解決APP抽獎問題

1）應用實體要求
完成APP抽象活動專案，使用狀態模式，
2）類圖
定義出一個介面叫狀態介面，每個狀態都實作它，
介面有扣除積分方法、抽象方法、發放獎品方法

package com.example.demo.state;

/**
 * 狀態抽象類
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public abstract class State {
	
	// 扣除積分 - 50
	public abstract void deductMoney();
	// 是否抽中獎品
	public abstract boolean raffle();
	// 發放獎品
	public abstract void dispensePrize();

}
package com.example.demo.state;

import java.util.Random;

public class CanRaffleState extends State {
	
	RaffleActivity activity;
	public CanRaffleState(RaffleActivity activity) { 
		this.activity = activity;
	}

	//已經扣除了積分，不能再扣 
	@Override
	public void deductMoney() {
		System.out.println("已經扣取過了積分"); 
	}

	@Override
	public boolean raffle() {
		System.out.println("正在抽獎，請稍等!"); 
		Random r = new Random();
		int num = r.nextInt(10);
		// 10%中獎機會
		if(num == 0){
			// 改變活動狀態為發放獎品 context 
			activity.setState(activity.getDispenseState()); 
			return true;
		}else{ 
			System.out.println("很遺憾沒有抽中獎品!"); // 改變狀態為不能抽獎 
			activity.setState(activity.getNoRafflleState()); 
			return false;
		}
	}

	// 不能發放獎品 
	@Override
	public void dispensePrize() {
		System.out.println("沒中獎，不能發放獎品"); 
	}

}
package com.example.demo.state;

public class RaffleActivity {
	// state 表示活動當前的狀態，是變化 
	State state = null;
	
	// 獎品數量 
	int count = 0;
	// 四個屬性，表示四種狀態
	State noRafflleState = new NoRaffleState(this); 
	State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
	State dispenseState = new DispenseState(this); 
	State dispensOutState = new DispenseOutState(this);
	//構造器
	//1. 初始化當前的狀態為 noRafflleState(即不能抽獎的狀態) 
	//2. 初始化獎品的數量
	public RaffleActivity( int count) {
		this.state = getNoRafflleState();
		this.count = count; 
	}
	
	//扣分, 呼叫當前狀態的 deductMoney 
	public void debuctMoney(){
		state.deductMoney(); 
	}
	//抽獎
	public void raffle(){
		// 如果當前的狀態是抽獎成功
		if(state.raffle()){ 
			//領取獎品
			state.dispensePrize(); 
		}
	}
	public State getState() { 
		return state;
	}
	public void setState(State state) { 
		this.state = state;
	}
	//這里請大家注意，每領取一次獎品，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;
	}	
}
package com.example.demo.state;

/**
 * 獎品發放完畢狀態
 * 說明，當我們 activity 改變成 DispenseOutState， 抽獎活動結束
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class DispenseOutState extends State {

	// 初始化時傳入活動參考 
	RaffleActivity activity;
	public DispenseOutState(RaffleActivity activity) { 
		this.activity = activity;
	}
	@Override
	public void deductMoney() {
		System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加"); 
	}

	@Override
	public boolean raffle() {
		System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加");
		// TODO Auto-generated method stub
		return false;
	}

	@Override
	public void dispensePrize() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("獎品發送完了，請下次再參加");
	}

}
package com.example.demo.state;

/**
 * 發放獎品的狀態
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class DispenseState extends State {
	
	// 初始化時傳入活動參考，發放獎品后改變其狀態 
	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");
		return false; 
	}
	//發放獎品
	@Override
	public void dispensePrize() {
		if(activity.getCount() > 0){ 
			System.out.println("恭喜中獎了");
			// 改變狀態為不能抽獎 
			activity.setState(activity.getNoRafflleState());
		}else{
			System.out.println("很遺憾，獎品發送完了");
			// 改變狀態為獎品發送完畢, 后面我們就不可以抽獎 
			activity.setState(activity.getDispensOutState()); 
			//System.out.println("抽獎活動結束");
			//System.exit(0);
		}	
	}

}
package com.example.demo.state;

public class NoRaffleState extends State {

	// 初始化時傳入活動參考，扣除積分后改變其狀態 
	RaffleActivity activity;
	public NoRaffleState(RaffleActivity activity) { 
		this.activity = activity;
	}
	// 當前狀態可以扣積分 , 扣除后，將狀態設定成可以抽獎狀態 
	@Override
	public void deductMoney() {
		System.out.println("扣除 50 積分成功，您可以抽獎了");
		activity.setState(activity.getCanRaffleState()); 
	}

	// 當前狀態不能抽獎 
	@Override
	public boolean raffle() {
		System.out.println("扣了積分才能抽獎喔!");
		return false; 
	}
	// 當前狀態不能發獎品 
	@Override
	public void dispensePrize() {
		System.out.println("不能發放獎品"); 
	}

}
package com.example.demo.state;

public class ClientTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 創建活動物件，獎品有 1 個獎品
		RaffleActivity activity = new RaffleActivity(1);
		// 我們連續抽 300 次獎 
		for (int i = 0; i < 30; i++) {
			System.out.println("--------第" + (i + 1) + "次抽獎----------"); 
			// 參加抽獎，第一步點擊扣除積分 
			activity.debuctMoney();
			// 第二步抽獎
			activity.raffle(); 
		}
	}

}

狀態模式的注意事項和細節

1）代碼有很強的可讀性，狀態模式將每個狀態的行為封裝到對應的一個類中，
2）方便維護，將容易產生問題的 if - else 陳述句洗掉了，如果把每個狀態的行為都放到一個類中，每次呼叫方法時都要判斷當前是什么狀態，不但會產出很多if - else陳述句，而且容易出錯，
3）符合 “開閉原則”，容易增刪狀態，
4）會產生很多類，每個狀態都要一個對應的類，當狀態過多時會產生很多類，加大維護難度，
5）應用場景 ：當一個事件或者物件很很多種狀態，狀態之間會相互依賴，對不同的狀態要求有不同的行為的時候，可以考慮使用狀態模式，

標籤：設計模式

上一篇：結構型設計模式 - 裝飾者模式詳解

下一篇：圖解Java設計模式之策略模式