优秀程序员早就学会用“状态模式”代替if-else了

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2020年已经进入倒计时了，大家立好的flag完成了吗？2020实“鼠”不易，希望2021可以“牛”转乾坤。

简介

状态模式是行为型设计模式的一种。其设计理念是当对象的内部状态发生改变时，随之改变其行为。状态和行为之间是一一对应的。

该模式主要用于，对象的行为依赖于它的状态，并且其行为是随着状态的改变而切换时。

状态模式UML类图

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类图讲解

State：抽象状态接口（也可以定义成抽象类），该接口封装了所有状态所对应的行为。
ConcreteStateA/B：具体状态类，该类实现了抽象状态接口，会根据自身对应的状态来实现接口中定义的方法，还有另一个功能是指明如何过渡到下一个状态。
Context：环境（上下文）角色，该类负责状态的切换，还持有一个State实例，代表当前环境所处状态。

案例讲解

案例：通过状态模式来实现自助售卖机的功能。

状态接口

public interface State { // 挑选商品 void choose(); // 付款 boolean payment(); // 分发商品 void dispenseCommodity(); }

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挑选商品状态类

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!public class ChooseGoods implements State { VendingMachine machine; public ChooseGoods(VendingMachine machine) { this.machine = machine; } @Override public void choose() { if (machine.getCount() > 0) { System.out.println("商品挑选成功，请及时付款！"); machine.setState(machine.getPaymentState()); } else { System.out.println("很遗憾，商品售罄了！"); machine.setState(machine.getEmptyState()); } } @Override public boolean payment() { System.out.println("请先挑选商品！"); return false; } @Override public void dispenseCommodity() { System.out.println("请先挑选商品！"); } }

付款状态类

public class PaymentState implements State { VendingMachine machine; public PaymentState(VendingMachine machine) { this.machine = machine; } @Override public void choose() { System.out.println("商品已选购完成请勿重复挑选"); } @Override public boolean payment() { Random random = new Random(); int num = random.nextInt(10); if(num % 2 == 0){ System.out.println("付款成功！"); machine.setState(machine.getDispenseCommodityState()); return true; } System.out.println("付款失败，请重新支付！"); return false; } @Override public void dispenseCommodity() { System.out.println("请先完成支付！"); } }

商品售罄状态类

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!public class EmptyState implements State { VendingMachine machine; public EmptyState(VendingMachine machine) { this.machine = machine; } @Override public void choose() { System.out.println("对不起商品已售罄！"); } @Override public boolean payment() { System.out.println("对不起商品已售罄！"); return false; } @Override public void dispenseCommodity() { System.out.println("对不起商品已售罄！"); } }

分发商品状态类

public class DispenseCommodityState implements State { VendingMachine machine; public DispenseCommodityState(VendingMachine machine) { this.machine = machine; } @Override public void choose() { System.out.println("请及时取走您的商品！"); } @Override public boolean payment() { System.out.println("请及时取走您的商品！"); return false; } @Override public void dispenseCommodity() { System.out.println("请及时取走您的商品！"); machine.setState(machine.getChooseGoods()); } }

自动售货机 => Context角色

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!public class VendingMachine { // 表示当前状态 private State state = null; // 商品数量 private int count = 0; private State chooseGoods = new ChooseGoods(this); private State paymentState = new PaymentState(this); private State dispenseCommodityState = new DispenseCommodityState(this); private State emptyState = new EmptyState(this); public VendingMachine(int count) { this.count = count; this.state = this.getChooseGoods(); } // 购买商品 public void purchase() { // 挑选商品 state.choose(); // 支付成功 if (state.payment()) { // 分发商品 state.dispenseCommodity(); } } // 获取商品后将商品减一 public int getCount() { return count--; } // get和set方法 ... }

客户端测试类

public class Client { public static void main(String[] args) { VendingMachine machine = new VendingMachine(1); for (int i = 1; i < 4; i++) { System.out.println("第" + i + "次购买。"); machine.purchase(); } } }

执行结果

总结

1、状态模式将每个状态所对应的行为封装到一个类中，大大提高了代码的可读性。并且通过这样的设计还可以消除多余的if-else语句，方便代码的维护。

2、状态模式符合“开闭原则”，容易增加和删除状态。

3、任何事情都有利弊，状态模式也不例外。其最显著的问题是，每个状态都要对应一个类，当状态过多时会产生大量的类，从而加大维护成本。

4、应用场景：当一个需求有很多状态，并且状态之间会进行转换，不同状态还对应不同的行为时就可以考虑使用“状态模式”。

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