`
king_tt
  • 浏览: 2233032 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 深圳
社区版块
存档分类
最新评论

【设计模式】学习笔记14:状态模式(State)

 
阅读更多



本文出自 http://blog.csdn.net/shuangde800



基本常识: 策略模式和状态模式是双胞胎,在出生时才分开


认识状态模式

假设有一个糖果机, 它的工作状态图如下:



要用代码实现糖果机的功能,如果不用状态模式:

一种方法是创建一个类,它的作用就是一个状态机,对每一个动作,我们都创建了一个对应的方法,这些方法用条件语句来决定在每一个状态内什么方法是最恰当的.比如对"投入25分钱"这个动作,对应的方法如下:

// 我们根据糖果机的状态,定义4种状态,用整形常量来表示
final static int SOLD_OUT= 0; // 糖果卖完了
final static int NO_QUARTER = 1; // 没有投钱
final static int HAS_QUARTER = 2;  // 已投钱了
final static int SOLD = 3; // 正在出售糖果
public void insertQurter() {
    
    // 根据不同的状态,会有不同的动作反应
    if (state == HAS_QUARTER) {
        // do something     
    } else  if (state == SOLD_OUT) {
        // do something     
    } else if (state == SOLD) {
        // do something     
    } else if (state == NO_QUARTER) {
        // do something     
    }
}


这样做的缺点:
会产生大量的if...else语句, 代码将很不容易改变, 难以拓展.

没有遵守"开放-关闭"原则

不符合面向对象

状态转换隐藏在条件语句中,所以并不明显

没有把会改变的部分包装起来

未来加入的代码可能导致bug



是时候学习新的设计模式了


定义状态模式

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的类


因为这个模式将状态封装成为独立的类,并将动作委托到代表当前状态的对象,我们知道行为会随着内部状态而改变。


Contex(上下文):是一个类,它可以拥有一些内部状态。

State接口:定义了一个所有具体状态的共同接口;任何状态都实现这个相同的接口,这样一来,状态之间可以互相替换

ConcreteState(具体状态): 处理来自Context的请求.每个ConcreteState都提供了它自己对于请求的实现.所以,当Context改变状态时行为也跟着改变




状态模式的类图和策略模式的基本一模一样, 但它们的"意图"不一样

状态模式允许Context随着状态的改变而改变行为.

策略模式通常会用行为或算法来配置Context类. 通常某个Context类只有一个最适当的策略.


使用状态模式通常那个会导致设计中的类数目大量增加. 因为"一个类,一个责任"原则



用状态模式实现糖果机

状态类图:


1. 实现State接口

public interface State {
 
    // 封装四种动作
	public void insertQuarter(); // 投币
	public void ejectQuarter();  // 退币
	public void turnCrank();     // 转动摇柄
	public void dispense();      // 发糖果
}

2. 实现具体的状态

// 没有投币的状态
public class NoQuarterState implements State {
    GumballMachine gumballMachine;
 
    public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {
        this.gumballMachine = gumballMachine;
    }
 
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("You inserted a quarter");
		gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("You haven't inserted a quarter");
	}
 
	public void turnCrank() {
		System.out.println("You turned, but there's no quarter");
	 }
 
	public void dispense() {
		System.out.println("You need to pay first");
	} 
 
	public String toString() {
		return "waiting for quarter";
	}
}

// 已经投币的状态
public class HasQuarterState implements State {
	GumballMachine gumballMachine;
 
	public HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {
		this.gumballMachine = gumballMachine;
	}
  
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("You can't insert another quarter");
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("Quarter returned");
		gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());
	}
 
	public void turnCrank() {
		System.out.println("You turned...");
		gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldState());
	}

    public void dispense() {
        System.out.println("No gumball dispensed");
    }
 
	public String toString() {
		return "waiting for turn of crank";
	}
}

// 正在售出的状态
public class SoldState implements State {
 
    GumballMachine gumballMachine;
 
    public SoldState(GumballMachine gumballMachine) {
        this.gumballMachine = gumballMachine;
    }
       
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("Sorry, you already turned the crank");
	}
 
	public void turnCrank() {
		System.out.println("Turning twice doesn't get you another gumball!");
	}
 
	public void dispense() {
		gumballMachine.releaseBall();
		if (gumballMachine.getCount() > 0) {
			gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());
		} else {
			System.out.println("Oops, out of gumballs!");
			gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());
		}
	}
 
	public String toString() {
		return "dispensing a gumball";
	}
}

// 售完的状态
public class SoldOutState implements State {
    GumballMachine gumballMachine;
 
    public SoldOutState(GumballMachine gumballMachine) {
        this.gumballMachine = gumballMachine;
    }
 
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is sold out");
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet");
	}
 
	public void turnCrank() {
		System.out.println("You turned, but there are no gumballs");
	}
 
	public void dispense() {
		System.out.println("No gumball dispensed");
	}
 
	public String toString() {
		return "sold out";
	}
}



3. 实现Context

public class GumballMachine {
 
	State soldOutState;
	State noQuarterState;
	State hasQuarterState;
	State soldState;
 
	State state = soldOutState;
	int count = 0;
 
	public GumballMachine(int numberGumballs) {
		soldOutState = new SoldOutState(this);
		noQuarterState = new NoQuarterState(this);
		hasQuarterState = new HasQuarterState(this);
		soldState = new SoldState(this);

		this.count = numberGumballs;
 		if (numberGumballs > 0) {
			state = noQuarterState;
		} 
	}
 
	public void insertQuarter() {
		state.insertQuarter();
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		state.ejectQuarter();
	}
 
	public void turnCrank() {
		state.turnCrank();
		state.dispense();
	}

	void setState(State state) {
		this.state = state;
	}
 
	void releaseBall() {
		System.out.println("A gumball comes rolling out the slot...");
		if (count != 0) {
			count = count - 1;
		}
	}
 
	int getCount() {
		return count;
	}
 
	void refill(int count) {
		this.count = count;
		state = noQuarterState;
	}

    public State getState() {
        return state;
    }

    public State getSoldOutState() {
        return soldOutState;
    }

    public State getNoQuarterState() {
        return noQuarterState;
    }

    public State getHasQuarterState() {
        return hasQuarterState;
    }

    public State getSoldState() {
        return soldState;
    }
 
	public String toString() {
		StringBuffer result = new StringBuffer();
		result.append("\nMighty Gumball, Inc.");
		result.append("\nJava-enabled Standing Gumball Model #2004");
		result.append("\nInventory: " + count + " gumball");
		if (count != 1) {
			result.append("s");
		}
		result.append("\n");
		result.append("Machine is " + state + "\n");
		return result.toString();
	}
}


4. 测试类
public class GumballMachineTestDrive {

	public static void main(String[] args) {
		GumballMachine gumballMachine = new GumballMachine(5);

		System.out.println(gumballMachine);

		gumballMachine.insertQuarter();
		gumballMachine.turnCrank();

		System.out.println(gumballMachine);

		gumballMachine.insertQuarter();
		gumballMachine.turnCrank();
		gumballMachine.insertQuarter();
		gumballMachine.turnCrank();

		System.out.println(gumballMachine);
	}
}

这样做的优点:

1. 将每个状态的行为局部化到自己的类中

2. 将容易产生问题的if语句删除,以方便日后的维护

3. 让每个状态"对修改关闭",让糖果机"对拓展开放",因为可以加入新的状态类

4. 创建一个新的代码基和类结构,这更能映射糖果的图,而且容易阅读和理解


分享到:
评论

相关推荐

    设计模式学习笔记总结

    这里我们聚焦于C#语言中的设计模式学习笔记,涵盖了多种经典的设计模式,如合成模式、桥梁模式、装饰模式、享元模式、门面模式、命令模式、工厂方法、策略模式、代理模式以及状态模式。下面将对这些模式逐一进行详细...

    设计模式学习笔记

    设计模式的学习不仅帮助我们编写更可维护、可扩展的代码,还能提高团队间的沟通效率,因为它们提供了通用的语言和解决方案。在实际开发中,灵活运用这些设计模式可以有效解决设计问题,提升代码质量。因此,深入理解...

    GoF 23种设计模式学习笔记

    "GoF 23种设计模式学习笔记" 是一个深入探讨这23个经典设计模式的资源,这些模式最初由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位作者在1994年的著作《设计模式:可复用面向对象软件的基础》中...

    300Java设计模式部分学习笔记

    以下是一些在尚学堂300Java设计模式部分学习笔记中涉及的设计模式的知识点: 创建型模式: 创建型模式主要解决对象创建的问题,确保系统的灵活性和封装创建细节。学习笔记中提到了5种创建型模式: 1. 单例模式...

    23中设计模式学习笔记.docx

    ### 23种设计模式学习笔记 #### 一、软件设计模式的概念与意义 **概念:** 软件设计模式(Software Design Pattern),又称设计模式,是一套被广泛采用、经过整理和分类的代码设计经验总结。它针对软件设计过程中...

    《设计模式》学习笔记

    ### 设计模式学习笔记 #### 引言 设计模式(Design Patterns)是在软件设计领域内广泛应用的一种实践指南,它提供了一系列解决常见问题的方案。设计模式可以被理解为面向对象软件设计的经验总结,是对特定面向对象...

    《设计模式:可复用面向对象软件的基础》学习并理解 23 种设计模式

    学习设计模式对于软件开发人员来说至关重要,主要基于以下几点理由: - **经验借鉴**:设计模式是基于众多专家的经验和智慧,提供了经过实践检验的解决方案。 - **提高可维护性和可复用性**:通过遵循已知的最佳...

    Java设计模式尚硅谷笔记

    本笔记主要涵盖了多种经典的设计模式,以下是对这些模式的详细解释: 1. 单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。在Java中,通常通过双重检查锁定(Double-Check Locking)或静态内部类...

    Head First 设计模式学习笔记(十四)模式的组合使用

    在《Head First 设计模式学习笔记(十四)模式的组合使用》中,作者探讨了如何在实际编程中灵活地组合多种设计模式以解决复杂问题。这篇文章可能是基于《Head First 设计模式》这本书的一个章节,该书是设计模式领域...

    23种设计模式的解析与Cpp实现

    设计模式是软件工程中的一种重要概念,它代表了在特定情境下解决常见问题的最佳实践。...通过“23种设计模式的解析与C++实现.pdf”和“Source”文件,读者可以深入学习并实践这些模式,提升自己的编程技能。

    23个设计模式图解--学习笔记

    在《23个设计模式图解--学习笔记》中,我们探讨了这些模式,以便于理解和应用到实际开发中。以下是这23个设计模式的详细说明: 1. **工厂方法**(Factory Method):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化...

    设计模式学习笔记--Flyweight享元模式.docx

    享元模式是一种设计模式,属于构造型模式,其主要目的是减少对象的数量,通过共享大量相似对象的内部状态来节省内存。这种模式在处理大量细粒度对象时特别有用,能够有效地提高系统的性能。 享元模式的核心是...

    23种面向对象设计模式

    文档中的“23种设计模式学习笔记.doc”可能包含了对这23种模式的详细解释和实例,而“设计模式之我爱我家.doc”可能从一个更生活化的角度来阐述设计模式的概念。“软件23种设计模式,超级经典的.pdf”可能是对这些...

    台湾人写的设计模式笔记

    通过阅读这份笔记,读者不仅可以学习到设计模式的基本概念,还能了解到如何在Java环境中实际运用这些模式,提升编程技能。设计模式的学习和掌握是成为一名优秀程序员的必经之路,它们能帮助我们写出更高效、更灵活、...

    设计模式笔记

    ### 设计模式笔记 #### 一、引言 设计模式是一种在特定情境下解决软件设计问题的标准化解决方案。它是从无数编程实践中提炼出来的精华,帮助开发者更好地理解和应对复杂的问题。在学习设计模式的过程中,我们通常...

    C#学习笔记之状态模式详解

    状态模式是一种行为设计模式,它允许对象在内部状态改变时改变其行为,看起来好像对象改变了它的类。在C#中,状态模式常用于处理对象在不同状态下的不同行为,使得代码更加灵活,易于扩展和维护。 在提供的示例中,...

    图解Java设计模式笔记总结word版本.rar

    本资料“图解Java设计模式笔记总结word版本”聚焦于通过图文并茂的方式,深入浅出地解析各种设计模式。以下是基于这个主题的详细知识点讲解: 1. **设计模式的分类** - **创建型模式**:如单例(Singleton)、工厂...

    设计模式的读书总结笔记

    总之,“设计模式的读书总结笔记”是一份宝贵的资源,它可以帮助开发者系统地学习和掌握设计模式,提升软件设计的质量和效率。无论是初学者还是经验丰富的开发者,都可以从中受益匪浅。通过深入学习和实践,我们可以...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics