设计模式——状态模式

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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