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设计模式之状态模式(一)
来源:cnblogs  作者:小酒窝  时间:2019/7/24 8:54:30  对本文有异议

我原本以为在对乡村的一切事物都很容易,但是每次我一回头就有更多变更的请求纷至沓来。我快崩溃了!----当小编读到这段话的时候,甚是感慨,设计模式的世界真的不是那么容易弄懂的,好在我还在学习。

基本常识:策略模式和状态模式是双胞胎,在出生时才分开。策略模式是围绕可以互换的算法来创建成功业务的。然而,状态走的是更崇高的路,它通过改变对象内部的状态来帮助对象控制自己的行为。

我们先来看下对象村的大家,这次又想出了什么。他们发现只要在糖果机里装上CPU,就可以增加销量、通过网络监测库存,并且能准确地得知客户的满意度。所有,就有了下面的这个设想:

状态机101

我们如何从状态图得到真正的代码呢?下面是一个实现状态机的简单介绍

  1. 首先,找出所有的状态:

我们有:没有25分钱、有25分钱、糖果售罄、售出糖果四个状态

  1. 接下来,创建一个实例变量来持有目前的状态,然后定义每个状态的值:
  1. final static int SOLD_OUT = 0;
  2. final static int NO_QUARTER = 1;
  3. final static int HAS_QUARTER = 2;
  4. final static int SOLD = 3;
  5. int state = SOLD_OUT;
  1. 现在,我们将所有系统中可以发生的动作整合起来:

投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄、发放糖果

  1. 现在,我们创建一个类,它的作用就像是一个状态机。对每一个动作,我们都创建了一个对应的方法,这些方法利用条件语句来决定在每个状态内什么行为是恰当的。比如对“投入25分钱”这个动作来说,我们可以把对应方法写成下面的样子:
  1. public void insertQuarter() {
  2. if (state == HAS_QUARTER) {
  3. System.out.println("You can't insert another quarter");
  4. } else if (state == NO_QUARTER) {
  5. state = HAS_QUARTER;
  6. System.out.println("You inserted a quarter");
  7. } else if (state == SOLD_OUT) {
  8. System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is old out");
  9. } else if (state == SOLD) {
  10. System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");
  11. }
  12. }

写下代码

现在我们来实现糖果机。我们知道要利用实例变量持有当前的状态,然后需要处理所有可能发生的动作、行为和状态的转换。我们需要实现的动过包括:投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄和发放糖果;也要检查糖果是否售罄。

  1. public class GumballMachine {
  2. final static int SOLD_OUT = 0;
  3. final static int NO_QUARTER = 1;
  4. final static int HAS_QUARTER = 2;
  5. final static int SOLD = 3;
  6. int state = SOLD_OUT;
  7. int count = 0;
  8. public GumballMachine(int count) {
  9. this.count = count;
  10. if (count > 0) {
  11. state = NO_QUARTER;
  12. }
  13. }
  14. // 当有25分钱投进来,就会执行这里
  15. public void insertQuarter() {
  16. if (state == HAS_QUARTER) {
  17. System.out.println("You can't insert another quarter");
  18. } else if (state == NO_QUARTER) {
  19. state = HAS_QUARTER;
  20. System.out.println("You inserted a quarter");
  21. } else if (state == SOLD_OUT) {
  22. System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is sold out");
  23. } else if (state == SOLD) {
  24. System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");
  25. }
  26. }
  27. // 现在,如果顾客试着退回25分钱
  28. public void ejectQuarter() {
  29. if (state == HAS_QUARTER) {
  30. System.out.println("Quarter returned");
  31. state = NO_QUARTER;
  32. } else if (state == NO_QUARTER) {
  33. System.out.println("You haven't inserted a quarter");
  34. } else if (state == SOLD) {
  35. System.out.println("Sorry, you already turned the crank");
  36. } else if (state == SOLD_OUT) {
  37. System.out.println("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet");
  38. }
  39. }
  40. // 顾客试着转动曲柄
  41. public void turnCrank() {
  42. if (state == SOLD) {
  43. System.out.println("Turning twice doesn't get you another gumball!");
  44. } else if (state == NO_QUARTER) {
  45. System.out.println("You turned but there's no quarter");
  46. } else if (state == SOLD_OUT) {
  47. System.out.println("You turned, but there are no gumballs");
  48. } else if (state == HAS_QUARTER) {
  49. System.out.println("You turned...");
  50. state = SOLD;
  51. dispense();
  52. }
  53. }
  54. // 调用此方法,发放糖果
  55. private void dispense() {
  56. if (state == SOLD) {
  57. System.out.println("A gumball comes rolling out the slot");
  58. count = count - 1;
  59. if (count == 0) {
  60. System.out.println("Oops, out of gumballs!");
  61. state = SOLD_OUT;
  62. } else {
  63. state = NO_QUARTER;
  64. }
  65. } else if (state == NO_QUARTER) {
  66. System.out.println("You need to pay first");
  67. } else if (state == SOLD_OUT) {
  68. System.out.println("No gumball dispensed");
  69. } else if (state == HAS_QUARTER) {
  70. System.out.println("No gumball dispensed");
  71. }
  72. }
  73. public void refill(int numGumBalls) {
  74. this.count = numGumBalls;
  75. state = NO_QUARTER;
  76. }
  77. public String toString() {
  78. StringBuffer result = new StringBuffer();
  79. result.append("\nMighty Gumball, Inc.");
  80. result.append("\nJava-enabled Standing Gumball Model #2004\n");
  81. result.append("Inventory: " + count + " gumball");
  82. if (count != 1) {
  83. result.append("s");
  84. }
  85. result.append("\nMachine is ");
  86. if (state == SOLD_OUT) {
  87. result.append("sold out");
  88. } else if (state == NO_QUARTER) {
  89. result.append("waiting for quarter");
  90. } else if (state == HAS_QUARTER) {
  91. result.append("waiting for turn of crank");
  92. } else if (state == SOLD) {
  93. result.append("delivering a gumball");
  94. }
  95. result.append("\n");
  96. return result.toString();
  97. }
  98. }

现在,让我们进入一个小小的内部测试,看下是否符合了要求。

  1. public class WinnerState implements State {
  2. GumballMachine gumballMachine;
  3. public WinnerState(GumballMachine gumballMachine) {
  4. this.gumballMachine = gumballMachine;
  5. }
  6. public void insertQuarter() {
  7. System.out.println("Please wait, we're already giving you a Gumball");
  8. }
  9. public void ejectQuarter() {
  10. System.out.println("Please wait, we're already giving you a Gumball");
  11. }
  12. public void turnCrank() {
  13. System.out.println("Turning again doesn't get you another gumball!");
  14. }
  15. public void dispense() {
  16. gumballMachine.releaseBall();
  17. if (gumballMachine.getCount() == 0) {
  18. gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());
  19. } else {
  20. gumballMachine.releaseBall();
  21. System.out.println("YOU'RE A WINNER! You got two gumballs for your quarter");
  22. if (gumballMachine.getCount() > 0) {
  23. gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());
  24. } else {
  25. System.out.println("Oops, out of gumballs!");
  26. gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());
  27. }
  28. }
  29. }
  30. public void refill() { }
  31. public String toString() {
  32. return "despensing two gumballs for your quarter, because YOU'RE A WINNER!";
  33. }
  34. }

运行结果比较长,在这里就不进行打印啦,需要的朋友请自行根据代码进行执行。

变更需求来了,需要新设计

现在,客户要求当曲柄转动时,有10%的几率掉下来的是两颗糖果(多送你一颗),那你应该怎么做呢?

我们的计划是这样的:不要维护我们现有的代码,我们重写它以便于将状态对象封装在各自的类中,然后在动作发生时委托给当前状态。所以,我们要做的事情就是:

  1. 首先,我们定义一个State接口。在这个接口中,糖果机的每个动作都有一个对应的方法
  2. 然后为机器中的每个状态实现状态类。这些将负责在对应的状态下进行机器的行为
  3. 最后,我们要摆脱旧的条件代码,取而代之的方式是,将动作委托到状态类

你将会看到,我们不仅遵守了设计原则,实际上我们还实现了状态模式。接下来,我们定义状态接口和类,如下:

好了,到现在为止,我们下一步肯定是要去实现怎么改造了,对吧。在这里呢,给大家先留着,先去思考思考,如何进行改造。思路有了,类图有了,就看你怎么想啦。我们下一次揭晓。

爱生活,爱学习,爱感悟,爱挨踢

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