设计模式（十三）：状态模式
一、概述
状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它自己的类
二、解决问题
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。
三、结构类图
四、应用实例
现在很多APP都有抽奖活动，我们在这里就用这个大家熟悉的例子来讲解状态模式。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，抽完就不能抽奖了。活动大概有下面四种状态，我们画出它的状态转化图。
根据上图，我们梳理一下他们的关系，首先应该是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，类图如下：
有了这个类图，我们就可以开始编码了
package com.jet.pattern.state; /** * description: * 状态接口 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public interface State { // 扣除积分 public void deductMoney(); // 是否抽中奖品 public boolean raffle(); // 发放奖品 public void dispensePrize(); }
package com.jet.pattern.state.impl; import com.jet.pattern.state.State; /** * description: * 不能抽奖状态 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class NoRaffleState implements 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; } // 当前状态可以扣除积分，扣除后把状态变为可以抽奖 @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; } // 当前状态不能发放奖品 @Override public void dispensePrize() { System.out.println("不能发放奖品"); } }
package com.jet.pattern.state.impl; import com.jet.pattern.state.State; import sun.font.StandardTextSource; import java.util.Random; /** * description： * 可以抽奖状态 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class CanRaffleState implements State { // 初始化时传入活动引用，抽奖后改变其状态 RaffleActivity activity; public CanRaffleState(RaffleActivity activity) { this.activity = activity; } // 已经扣除了积分，不能再扣了 @Override public void deductMoney() { System.out.println("已经扣取过了积分"); } // 可以抽奖，抽完后改变其状态 @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 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.jet.pattern.state.impl; import com.jet.pattern.state.State; /** * description: * 发放奖品状态 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class DispenseState implements 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 activity.setState(activity.getDispensOutState()); } } }
package com.jet.pattern.state.impl; import com.jet.pattern.state.State; /** * description: * 奖品发放完毕状态 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class DispenseOutState implements 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"); } }
package com.jet.pattern.state.impl; import com.jet.pattern.state.State; /** * description: * 抽奖活动 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class RaffleActivity { // 活动状态 State state = null; // 奖品数量 int count = 0; // 定义各种状态 State noRafflleState = new NoRaffleState(this); State canRaffleState = new CanRaffleState(this); State dispenseState = new DispenseOutState(this); State dispensOutState = new DispenseOutState(this); public RaffleActivity( int count) { // 活动初始化为不能抽奖 this.state = getNoRafflleState(); this.count = count; } // 当用户想参加抽奖时，点击扣除积分 public void debuctMoney(){ state.deductMoney(); } // 扣除积分后可以抽奖 public void raffle(){ // 是否抽中奖品 if(state.raffle()){ // 发放奖品是内部的处理逻辑，用户不可见 state.dispensePrize(); } } public State getState() { return state; } public void setState(State state) { this.state = state; } public int getCount() { return count; } 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.jet.pattern.state.test; import com.jet.pattern.state.impl.RaffleActivity; /** * description: * 状态模式测试类 * Created by Administrator on 2017/1/15. */ public class StateTest { public static void main(String[] args) { // 创建活动对象，奖品池有5个奖品 RaffleActivity activity = new RaffleActivity(5); // 我们连续抽三次奖 for (int i = 0; i < 3; 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(); } } }
测试结果：
上面例子中，我们状态的改变是在状态类中改变的，其实也可以在活动类中改变，这取决于代码中那些部分是可以改动的。
五、优缺点
1、优点
（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。
2、缺点
（1）、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。
六、使用场景
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使用。
七、总结
状态模式跟策略模式很相像，其结构类图基本一样，我们来做一下对比。
（1）、行为是否固定。状态模式中，在不同的状态，其相同方法具有不同的行为。策略模式中，选择了一个策略后，其方法也是固定的。
（2）、客户是否需要了解代码细节。状态模式中，客户不用管context对象的状态时如何运作的，只要调用其提供的方法就好了。策略模式中，客户调用context对象时，需要了解有哪些策略，最后选出一种策略。
（3）、使用场景。状态模式的使用场景参看第六点。策略模式使用场景是作为继承的一种替代方案，客户端可以动态选择哪一种行为，而如果没有用策略，客户端每当需要一种新的行为时就要创建一个子类重写父类方法，这相当被动。
