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设计模式——状态模式

设计模式——状态模式

作者: TokyoZ | 来源:发表于2019-04-30 15:48 被阅读0次

    设计模式——状态模式

    在状态模式中,类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。

    优点: 减少复杂的逻辑判断,减少了条件分支语句。

    缺点: 代码量增加。

    使用场景:
    假设现在我要根据电梯的状态去开关电梯门,那么有哪些状态呢?

    • 电梯门完全关闭状态,此时可以手动打开;
    • 电梯门开启中,此时不能手动关闭也不能手动打开;
    • 电梯门关闭中,此时不能手动关闭(无意义),但是可以手动打开;
    • 电梯门完全开启状态,此时电梯可以手动关闭,并且可以在3秒内无人手动关闭后自动关闭。
    • 电梯在上行下行过程中,电梯门无法手动开关。

    以上还是仅仅我能想到的场景,另外,还有双电梯、多层按钮等状态等情况,此时怎样去控制?我想可能有人会说,这有什么难的,多写几个if...else不就行了。多写几个if...else确实很爽,但是过三天、一周后你再回头看你的逻辑,你还能理清楚吗?即使你能理清楚,那又得耗费多少时间和精力啊!
    因此,这种情况下,就极其适合用状态模式。

    我们可以抛弃什么时候点击开关电梯门按钮有效的判断逻辑,而用另一种思路:电梯门不论在什么状态下,我们都可以点击开关按钮,区别仅仅是按钮是否有效罢了。

    1、有了思路,那么第一步,我们先写一个状态的接口LiftState

    public interface LiftState {
        
        public void open();
        
        public void close();
    
    }
    

    每个状态下,我们都可以按开关键。

    2、然后,我们写若干个实体类实现此接口,每一个实现类都是一种电梯状态,这里,我们有5种电梯状态:LiftOpenStateLiftCloseStateLiftOpeningStateLiftClosingStateLiftMoveState。它们分别对应电梯门完全开启、完全关闭、开启中、关闭中和上下运行中的状态。

    我们以LiftCloseState举例,此时关闭状态下只能去打开,不能去关闭,则我们只需要实现open的逻辑即可:

    public class LiftCloseState implements LiftState{
    
        @Override
        public void open() {
            // 完全关闭,可以打开
            System.out.println("完全关闭了,此时去打开电梯!");
            
        }
    
        @Override
        public void close() {
            //完全关闭,按关闭无效
        }
    
    }
    

    3、当我们点击开启的时候,电梯的状态应该从关闭变成开启中,那么,此时我们可以写一个电梯门的状态控制器接口,去改变电梯门的状态:

    public interface LiftControl {
        
        public void toOpening();
        
        public void toOpen();
        
        public void toClosing();
        
        public void toClose();
        
        public void toMove();
    
    }
    

    此时,我们还要改变我们的LiftState接口,因为我们需要通过LiftControl去控制电梯门:

    public interface LiftState {
        
        public void open(LiftControl control);
        
        public void close(LiftControl control);
    
    }
    

    LiftState接口的实现类也都需要改变一下。

    4、此时,我们的状态都写好了,那么我们编写一个NewTest类去测试一下。

    首先让NewTest去实现LiftControl接口:

    public class NewTest implements LiftControl{
    
        private static NewTest newTest = new NewTest();
    
    }
    

    并重写接口的方法。

    首先是toOpening

    @Override
    public void toOpening() {
        liftState = new LiftOpeningState();
        
        
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                //模拟开门要1秒钟
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                
                toOpen();
            }
        }).start();
    }
    

    这个方法是从关闭状态到打开中状态,期间,按任何键都无效。我们模拟一秒钟的打开时间,打开后变成开启状态。

    然后是toOpen

    @Override
    public void toOpen() {
        liftState = new LiftOpenState();
        
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                //三秒后没人,就关了
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                
                //如果没人提前按关闭按钮
                if(liftState instanceof LiftOpenState) {
                    toClosing();
                }
                
            }
        }).start();
        
    }
    

    这个方法是从打开状态到关闭中状态,如果此时没人提前按关闭按钮则去关闭电梯门。

    然后是toClosing

    @Override
    public void toClosing() {
        liftState = new LiftClosingState();
        
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                
                //模拟关门一秒
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                
                //如果没人按开门,则去关闭
                if(liftState instanceof LiftClosingState) {
                    toClose();
                }
                
            }
        }).start();
        
    }
    

    这个方法是从关闭中状态到关闭状态,如果此时没人按开门按钮则去关闭电梯门。

    然后是toClosetoMove

    @Override
    public void toClose() {
        liftState = new LiftCloseState();
        
    }
    
    @Override
    public void toMove() {
        // TODO Auto-generated method stub
        liftState = new LiftMoveState();
    }
    

    这两个方法因为没什么特殊的,就不用写逻辑了。

    然后,我们在main方法中可以这样写:

    public static void main(String[] args) {
        liftState = new LiftCloseState();
        
        liftState.open(newTest);
        
        liftState.close(newTest);
    }
    

    当然,这个测试环境不太正确,如果在有界面操作的交互场景,可能更能体现出状态模式的威力。

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