图解Java设计模式之状态模式

@TOC

APP抽象活动问题

请编写程序完成APP抽象活动,具体要求如下 :
1)加入每参加一个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 :可以抽象、不能抽象、发放奖品和奖品领完。
4)活动的四个状态转换关系图(右图)


在这里插入图片描述

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类其类。

状态模式的原理类图

在这里插入图片描述

对原理类图的说明 :
1)Context 类为环境角色,用于维护State 实例,这个实例定义当前状态。
2)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。
3)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抽奖问题

1)应用实例要求
完成APP抽象活动项目,使用状态模式。
2)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、抽象方法、发放奖品方法


在这里插入图片描述
package com.example.demo.state;

/**
 * 状态抽象类
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
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();

}
package com.example.demo.state;

import java.util.Random;

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"); 
    }

    @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.example.demo.state;

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;
    }   
}
package com.example.demo.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 zhaozhaohai
 *
 */
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");
        // TODO Auto-generated method stub
        return false;
    }

    @Override
    public void dispensePrize() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("奖品发送完了,请下次再参加");
    }

}
package com.example.demo.state;

/**
 * 发放奖品的状态
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
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.example.demo.state;

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.example.demo.state;

public class ClientTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 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(); 
        }
    }

}

状态模式的注意事项和细节

1)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。
2)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。
3)符合 “开闭原则”。容易增删状态。
4)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。
5)应用场景 :当一个事件或者对象很很多种状态,状态之间会相互依赖,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。

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