设计模式@第24章：状态模式
第24章：状态模式
一、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: 可以抽奖、不能抽奖、发放奖品和奖品领完
-
活动的四个状态转换关系图(右图)
二、状态模式基本介绍
基本介绍
-
状态模式（State Pattern）：它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
-
当一个对象的内在状态改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类
三、状态模式的原理类图
对原理类图的说明-即(状态模式的角色及职责)
-
Context 类为环境角色, 用于维护 State 实例,这个实例定义当前状态
-
State 是抽象状态角色,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
状态模式解决APP 抽奖问
- 应用实例要求
完成 APP 抽奖活动项目，使用状态模式.
- 思路分析和图解(类图)
- 定义出一个接口叫状态接口，每个状态都实现它。
- 接口有扣除积分方法、抽奖方法、发放奖品方法
- 代码实现
State 抽象类
package com.gjxaiou.state;
/**
* 状态抽象类
*/
public abstract class State {
// 扣除积分 - 50
public abstract void deductMoney();
// 是否抽中奖品
public abstract boolean raffle();
// 发放奖品
public abstract void dispensePrize();
}
具体的实现类
package com.gjxaiou.state;
import java.util.Random;
/**
* 可以抽奖的状态
* @author Administrator
*
*/
public class CanRaffleState extends State {
RaffleActivity activity;
public CanRaffleState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
//已经扣除了积分，不能再扣
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("已经扣取过了积分");
}
//可以抽奖, 抽完奖后，根据实际情况，改成新的状态
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("正在抽奖，请稍等！");
Random r = new Random();
int num = r.nextInt(10);
// 10%中奖机会
if(num == 0){
// 改变活动状态为发放奖品 context
activity.setState(activity.getDispenseState());
return true;
}else{
System.out.println("很遗憾没有抽中奖品！");
// 改变状态为不能抽奖
activity.setState(activity.getNoRafflleState());
return false;
}
}
// 不能发放奖品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("没中奖，不能发放奖品");
}
}
//-------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.state;
/**
* 不能抽奖状态
* @author Administrator
*
*/
public class NoRaffleState extends State {
// 初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
RaffleActivity activity;
public NoRaffleState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
// 当前状态可以扣积分 , 扣除后，将状态设置成可以抽奖状态
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("扣除50积分成功，您可以抽奖了");
activity.setState(activity.getCanRaffleState());
}
// 当前状态不能抽奖
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("扣了积分才能抽奖喔！");
return false;
}
// 当前状态不能发奖品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("不能发放奖品");
}
}
//-----------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.state;
/**
* 发放奖品的状态
* @author Administrator
*
*/
public class DispenseState extends State {
// 初始化时传入活动引用，发放奖品后改变其状态
RaffleActivity activity;
public DispenseState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("不能扣除积分");
}
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("不能抽奖");
return false;
}
//发放奖品
@Override
public void dispensePrize() {
if(activity.getCount() > 0){
System.out.println("恭喜中奖了");
// 改变状态为不能抽奖
activity.setState(activity.getNoRafflleState());
}else{
System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
// 改变状态为奖品发送完毕, 后面我们就不可以抽奖
activity.setState(activity.getDispensOutState());
//System.out.println("抽奖活动结束");
//System.exit(0);
}
}
}
//------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.state;
/**
* 奖品发放完毕状态
* 说明，当我们activity 改变成 DispenseOutState， 抽奖活动结束
* @author Administrator
*
*/
public class DispenseOutState extends State {
// 初始化时传入活动引用
RaffleActivity activity;
public DispenseOutState(RaffleActivity activity) {
this.activity = activity;
}
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
}
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
return false;
}
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
}
}
抽奖活动
package com.gjxaiou.state;
/**
* 抽奖活动 //
*
* @author Administrator
*
*/
public class RaffleActivity {
// state 表示活动当前的状态，是变化
State state = null;
// 奖品数量
int count = 0;
// 四个属性，表示四种状态
State noRafflleState = new NoRaffleState(this);
State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
State dispenseState = new DispenseState(this);
State dispensOutState = new DispenseOutState(this);
//构造器
//1. 初始化当前的状态为 noRafflleState（即不能抽奖的状态）
//2. 初始化奖品的数量
public RaffleActivity( int count) {
this.state = getNoRafflleState();
this.count = count;
}
//扣分, 调用当前状态的 deductMoney
public void debuctMoney(){
state.deductMoney();
}
//抽奖
public void raffle(){
// 如果当前的状态是抽奖成功
if(state.raffle()){
//领取奖品
state.dispensePrize();
}
}
public State getState() {
return state;
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
//这里请大家注意，每领取一次奖品，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;
}
}
测试类
package com.gjxaiou.state;
/**
* 状态模式测试类
*/
public class ClientTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建活动对象，奖品有1个奖品
RaffleActivity activity = new RaffleActivity(1);
// 我们连续抽300次奖
for (int i = 0; i < 30; i++) {
System.out.println("--------第" + (i + 1) + "次抽奖----------");
// 参加抽奖，第一步点击扣除积分
activity.debuctMoney();
// 第二步抽奖
activity.raffle();
}
}
}
五、状态模式在实际项目-借贷平台 源码剖析
-
借贷平台的订单，有审核-发布-抢单 等等 步骤，随着操作的不同，会改变订单的状态, 项目中的这个模块实现就会使用到状态模式
-
通常通过 if/else 判断订单的状态，从而实现不同的逻辑，伪代码如下
-
使用状态模式完成 借贷平台项目的审核模块 [设计+代码]
状态接口
package com.gjxaiou.state.money;
/**
* 状态接口
* @author Administrator
*
*/
public interface State {
/**
* 电审
*/
void checkEvent(Context context);
/**
* 电审失败
*/
void checkFailEvent(Context context);
/**
* 定价发布
*/
void makePriceEvent(Context context);
/**
* 接单
*/
void acceptOrderEvent(Context context);
/**
* 无人接单失效
*/
void notPeopleAcceptEvent(Context context);
/**
* 付款
*/
void payOrderEvent(Context context);
/**
* 接单有人支付失效
*/
void orderFailureEvent(Context context);
/**
* 反馈
*/
void feedBackEvent(Context context);
String getCurrentState();
}
状态枚举类
package com.gjxaiou.state.money;
/**
* 状态枚举类
* @author Administrator
*
*/
public enum StateEnum {
//订单生成
GENERATE(1, "GENERATE"),
//已审核
REVIEWED(2, "REVIEWED"),
//已发布
PUBLISHED(3, "PUBLISHED"),
//待付款
NOT_PAY(4, "NOT_PAY"),
//已付款
PAID(5, "PAID"),
//已完结
FEED_BACKED(6, "FEED_BACKED");
private int key;
private String value;
StateEnum(int key, String value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public int getKey() {return key;}
public String getValue() {return value;}
}
抽象 State 的默认实现类
package com.gjxaiou.state.money;
public abstract class AbstractState implements State {
protected static final RuntimeException EXCEPTION = new RuntimeException("操作流程不允许");
//抽象类，默认实现了 State 接口的所有方法
//该类的所有方法，其子类(具体的状态类)，可以有选择的进行重写
@Override
public void checkEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void checkFailEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void makePriceEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void acceptOrderEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void payOrderEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void orderFailureEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public void feedBackEvent(Context context) {
throw EXCEPTION;
}
}
环境上下文
package com.gjxaiou.state.money;
//环境上下文
public class Context extends AbstractState{
//当前的状态 state, 根据我们的业务流程处理，不停的变化
private State state;
@Override
public void checkEvent(Context context) {
state.checkEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void checkFailEvent(Context context) {
state.checkFailEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void makePriceEvent(Context context) {
state.makePriceEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void acceptOrderEvent(Context context) {
state.acceptOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(Context context) {
state.notPeopleAcceptEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void payOrderEvent(Context context) {
state.payOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void orderFailureEvent(Context context) {
state.orderFailureEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void feedBackEvent(Context context) {
state.feedBackEvent(this);
getCurrentState();
}
public State getState() {
return state;
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
@Override
public String getCurrentState() {
System.out.println("当前状态 : " + state.getCurrentState());
return state.getCurrentState();
}
}
具体的环境上下文
package com.gjxaiou.state.money;
//环境上下文
public class Context extends AbstractState{
//当前的状态 state, 根据我们的业务流程处理，不停的变化
private State state;
@Override
public void checkEvent(Context context) {
state.checkEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void checkFailEvent(Context context) {
state.checkFailEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void makePriceEvent(Context context) {
state.makePriceEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void acceptOrderEvent(Context context) {
state.acceptOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(Context context) {
state.notPeopleAcceptEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void payOrderEvent(Context context) {
state.payOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void orderFailureEvent(Context context) {
state.orderFailureEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void feedBackEvent(Context context) {
state.feedBackEvent(this);
getCurrentState();
}
public State getState() {
return state;
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
@Override
public String getCurrentState() {
System.out.println("当前状态 : " + state.getCurrentState());
return state.getCurrentState();
}
}
测试类
package com.gjxaiou.state.money;
/**测试类*/
public class ClientTest {
public static void main(String[] args) {
//创建context 对象
Context context = new Context();
//将当前状态设置为 PublishState
context.setState(new PublishState());
System.out.println(context.getCurrentState());
// //publish --> not pay
context.acceptOrderEvent(context);
// //not pay --> paid
context.payOrderEvent(context);
// // 失败, 检测失败时，会抛出异常
// try {
// context.checkFailEvent(context);
// System.out.println("流程正常..");
// } catch (Exception e) {
// System.out.println(e.getMessage());
// }
}
}
六、状态模式的注意事项和细节
-
代码有很强的可读性。状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中
-
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
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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
-
应用场景：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
