状态设计模式解读

问题引进

请编写程序完成 APP 抽奖活动具体要求如下:
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(下图)

状态模式基本介绍

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

状态模式的原理类图

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 抽奖活动项目，使用状态模式.
2) 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

代码落地

State

public abstract class State {

    //扣除积分
    public abstract  void deductMoney();

    //是否抽中奖品
    public abstract  boolean raffle();

    //发放奖品
    public abstract  void dispensePrize();

}

NoRaffleState

public class NoRaffleState extends  State{

    RaffleActivity activity;

    public NoRaffleState(RaffleActivity activity) {
        this.activity = activity;
    }

    @Override
    public void deductMoney() {
        System.out.println("扣除 50 积分成功，您可以抽奖了");
        activity.setState(activity.getCanRaffleState());
    }

    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("扣了积分才能抽奖喔！");
        return false;
    }

    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("不能发放奖品");
    }
}

CanRaffleState

//不能抽奖状态
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("引进扣除过积分，不用进行积分扣除");
    }


    //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;
        }
    }

    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("没中奖，不能发放奖品");
    }
}

DispenseState

/**
 * 发放奖品状态
 */
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;
    }

    @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");
        }
    }
}

DispenseOutState

/**
 * 不能抽奖状态
 */
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，请下次再抽奖");
    }

    @Override
    public boolean raffle() {
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再抽奖");
        return false;
    }

    @Override
    public void dispensePrize() {
        System.out.println("奖品发送完了，请下次再参加");
    }
}

RaffleActivity

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 dispensOutState=new DispenseOutState(this);
    State dispenseState= new DispenseState(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

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();
        }
    }
}

--------第1次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾没有抽中奖品！
--------第2次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾没有抽中奖品！
--------第3次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾没有抽中奖品！
--------第4次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾没有抽中奖品！
--------第5次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾没有抽中奖品！
--------第6次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
恭喜中奖了
--------第7次抽奖----------
扣除 50 积分成功，您可以抽奖了
正在抽奖，请稍等！
很遗憾，奖品发送完了
--------第8次抽奖----------
奖品发送完了，请下次再抽奖
奖品发送完了，请下次再抽奖

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