状态模式

1. APP 抽奖活动问题

具体要求如下:

1. 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%
2. 奖品数量固定，抽完就不能抽奖
3. 活动有四个状态：可以抽奖、不能抽奖、发放奖品和奖品领完
4. 活动的四个状态转换关系图

2. 状态模式基本介绍

1. 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
2. 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

类图:

1. Context 类为上下文对象，用于维护State实例，根据维护的 state实例不同,具有不同的行为
2. State 是抽象的状态角色，定义一个接口封装与Context 的一个特定接口相关行为
3. ConcreteStateA, ConcreteStateB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

3. 状态模式解决 APP 抽奖问题

类图 :

代码实现 :

1. 抽奖状态的抽象父类，定义了三个抽奖动作：扣除积分、抽奖、发放奖品

   /**
    * 状态抽象类
    * 
    * @author Administrator
    *
    */
   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();
   
   }
   
   

2. 实际不同的状态对象实现,各自拥有不同的行为

/**
 * 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");
	}
}

/**
 * 积分扣除后, 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");
	}
}


/**
 * 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);
		}

	}
}


/**
 * 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");
	}
}

3. 上下文对象，用于维护不同的 State状态对象而表达出不同的行为, 并实现扣除积分和抽奖的方法

   /**
    * 抽奖活动
    * 
    * @author Administrator
    *
    */
   public class RaffleActivity {
   
   	// state 表示活动当前的状态，是变化的
   	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();
   		}
   
   	}
   
   	// 这里请大家注意，每领取一次奖品，count--
   	public int getCount() {
   		int curCount = count;
   		count--;
   		return curCount;
   	}
       
       // Getter and Setter
   
   

4. 测试代码

   /**
    * 状态模式测试类
    * 
    * @author Administrator
    *
    */
   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();
   		}
   	}
   
   }
   
   

4. 状态模式解决借贷项目的状态问题

业务流程图:

传统实现方式分析

1. 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

2. 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

   if(审核){
   	//审核逻辑
   }elseif(发布){
   	//发布逻辑
   }elseif(接单){
   	//接单逻辑
   }
   
   

3. 问题分析 ：这类代码难以应对变化，在添加一种状态时，我们需要手动添加if else，在添加一种功能时，要对所有的状态进行判断。因此代码会变得越来越臃肿，并且一旦没有处理某个状态，便会发生极其严重的BUG，难以维护

使用状态模式

通过状态图，我们再设计一张横纵坐标关系表来比较，图如下

类图:

代码实现:

1. 订单状态的接口

   /**
    * 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();
   }
   
   
   

2. 订单状态的抽象父类，对 State 接口中的方法进行了默认实现 , 这样子类不需要的重写的方法就可以不用重写

   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;
   	}
   }
   
   

3. 各种具体的订单状态，继承了 AbstractState 父类，并重写了自己所需要的方法

   //各种具体状态类
   class FeedBackState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.FEED_BACKED.getValue();
   	}
   }
   
   class GenerateState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public void checkEvent(Context context) {
   		context.setState(new ReviewState());
   	}
   
   	@Override
   	public void checkFailEvent(Context context) {
   		context.setState(new FeedBackState());
   	}
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.GENERATE.getValue();
   	}
   }
   
   class NotPayState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public void payOrderEvent(Context context) {
   		context.setState(new PaidState());
   	}
   
   	@Override
   	public void feedBackEvent(Context context) {
   		context.setState(new FeedBackState());
   	}
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.NOT_PAY.getValue();
   	}
   }
   
   class PaidState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public void feedBackEvent(Context context) {
   		context.setState(new FeedBackState());
   	}
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.PAID.getValue();
   	}
   }
   
   class PublishState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public void acceptOrderEvent(Context context) {
   		// 把当前状态设置为 NotPayState。。。
   		// 至于应该变成哪个状态，有流程图来决定
   		context.setState(new NotPayState());
   	}
   
   	@Override
   	public void notPeopleAcceptEvent(Context context) {
   		context.setState(new FeedBackState());
   	}
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.PUBLISHED.getValue();
   	}
   }
   
   class ReviewState extends AbstractState {
   
   	@Override
   	public void makePriceEvent(Context context) {
   		context.setState(new PublishState());
   	}
   
   	@Override
   	public String getCurrentState() {
   		return StateEnum.REVIEWED.getValue();
   	}
   
   }
   
   

4. 环境上下文，继承了 AbstractState 父类，实现了自己所需要的方法，以供 Client 端调用

   //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();
   	}
   }
   
   
   

5. 测试代码

   /** 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) {
   			// TODO: handle exception
   			System.out.println(e.getMessage());
   		}
   
   	}
   
   }
   
   

5. 状态模式的总结

优点

1. 状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中，所以代码有很强的可读性
2. 方便维护。因为将容易产生问题的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
3. 符合“开闭原则”，容易增删对象的状态

缺点

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