在状态模式（State Pattern）中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。
在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象。
基本介绍
意图：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。
主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。
如何解决：将各种具体的状态类抽象出来。
关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。
- 应用实例：
- 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。
- 2、曾侯乙编钟中，'钟是抽象接口','钟A'等是具体状态，'曾侯乙编钟'是具体环境（Context）。
- 优点：
- 1、封装了转换规则。
- 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
- 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
- 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
- 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。
- 缺点：
- 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
- 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
- 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
- 使用场景：
- 1、行为随状态改变而改变的场景。
- 2、条件、分支语句的代替者。
注意事项：在行为受状态约束的时候使用状态模式，而且状态不超过 5 个。
概括
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
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
我的理解
相当于 QQ 里面的在线状态、忙碌状态、隐身状态。
在在线状态的时候，其他人可以看到此人在线，并且可以正常聊天；
忙碌状态时，其他人可以看到忙碌，并且找他聊天的时候，会自动回复有事；
隐身状态时，其他人看不到此人在线。
由此可以看出，每个状态都有每个状态特定的一系列功能行为，将这些功能行为分开，由状态来决定功能行为，可以使代码更加清晰。
应用实例
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)
使用状态模式
- 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
package com.atguigu.state;
/**
*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();
}CanRaffleState
package com.atguigu.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");
}
}DispenseOutState
package com.atguigu.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");
}
}DispenseState
package com.atguigu.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);
}
}
}NoRaffleState
package com.atguigu.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");
}
}RaffleActivity
package com.atguigu.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;
}
}ClientTest
package com.atguigu.state;
/**
*状态模式测试类
*@author Administrator
*
*/
public class {
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();
}
}
}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]
代码实现：
StateEnum
package com.atguigu.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;
}
}State
package com.atguigu.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();
}AbstractState
package com.atguigu.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;
}
}Context
package com.atguigu.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);
etCurrentState();
}
@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();
}
}ConcreteState
package com.atguigu.state.money;
//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();
}
}ClientTest
package com.atguigu.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) {
// // TODO: handle exception
// System.out.println(e.getMessage());
// }
}
}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
- 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