设计模式
状态模式
状态模式允许对象在内部状态改变时改变它自己的行为，对象看起来好像修改了它的类。
问题：在这个实际里面StateMachine类会调用State类的行为函数，而State类的行为函数中又会反过来调用StateMachine类中的函数来切换状态。这不是违背了好莱坞设计原则吗？
个人感觉：这里好像的确有这样的问题，这也导致了和策略模式相比，我们在进行扩展行为的时候无法只是单纯的构建一个新的State的子类，还需要针对StateMachin以及其他的State子类内部进行修改，这一定程度上也违背了对修改关闭原则。这是因为我们的状态的切换需求，导致了我们类与类之间的依赖变多了，StateImpl依赖StateMachine，StateMachine依赖StateImpl，StateImpl1依赖StateImpl2.
为什么需要状态模式
例子
在某些场景下，我们会需要设计一个类具备不同状态的，而在不同状态下需要它执行不同的行为。比如下面的糖果机例子：
graph LR
A((糖果售罄))
B((没有25分钱))
C((有25分钱))
D((售出糖果))
D --> |糖果数目=0| A
D --> |糖果数目>0| B
B --> |投入25分钱| C
C --> |退回25分钱| B
C --> |转到曲柄| D
根据上面的图，我们可以获得以下信息：
- 4个状态
- 糖果售罄
- 没有25分钱
- 有25分钱
- 售出糖果
- 4个行为
- 投入25分钱
- 退回25分钱
- 转动曲柄
- 售出糖果
不用状态模式
如果要为上面的例子设计架构，按照常规的思路我们可能会：
- 定义全局变量储存当前状态标记。
- 根据当前状态使用if语句来判断需要执行的代码块。
public class GumballMachine { // 定义四个状态 final static int SOLD_OUT = 0; final static int NO_QUARTER = 1; final static int HAS_QUARTER = 2; final static int SOLD = 3; // 标识当前状态 int state = SOLD_OUT; // 投入硬币这个行为的函数 public void insertQuarter() { if (state == SOLD_OUT) { ...... } else if (state == NO_QUARTER) { // 当前状态切换 state = HAS_QUARTER; } else if (state == HAS_QUARTER) { ...... } else if (state == SOLD) { ...... } } // 剩下的三个行为实现类似 ...... }上面这种设计模式，明显缺点很多： - 阅读性很差 - 太多if，难以维护 - 很难应对需求变换，不满足对修改关闭，对扩展开放的原则
如果使用状态模式
状态模式其实和策略模式很想，首先我们也可以看到需要变化的部分不同状态下操作有不同的行为。我们就可以将状态机中的状态分离出来设计成接口类。这样我们想要扩展新的状态也会很简单。而后状态也会以一种组合的方式加入到状态机当中去。
状态模式和策略模式的区别主要就在于意图不同，状态模式是为了针对这种状态需要在运行时不停变化的场景。
使用状态模式后，我们可以这样来设计状态机：
classDiagram
class StateMachine
StateMachine: State state
class State
<<interface>> State
State: handle()
class StateImpl1
StateImpl1: handle()
class StateImpl2
StateImpl2: handle()
StateMachine *-- State
StateImpl1 ..|> State
StateImpl2 ..|> State
以上面的例子为例
// 构建State接口
public interface State {
public void insertQuarter();
public void ejectQuarter();
public void turnCrank();
public void dispense();
}
// 起中一种State的实现
public class NoQuarterState implements State {
GumballMachine gumballMachine;
public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {
this.gumballMachine = gumballMachine;
}
@override
public void insertQuarter() {
gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());
}
@override
public void ejectQuarter() {
......
}
@override
public void turnCrank() {
......
}
@override
public void dispense() {
......
}
}
// StateMachine，也就是糖果机的实现
public class GumballMachine {
final static State noQuarterState;
final static State hasQuarterState;
final static State soldOutState;
final static State soldState;
public GumballMachine() {
noQuarterState = new NoQuarterState(this);
hasQuarterState = new HasQuarterState(this);
soldOutState = new SoldOutState(this);
soldState = new SoldState(this);
}
// 行为方法
public void insertQuarter() {
state.insertQuarter();
}
...... // 其他几个方法也一样
// Get和Set方法
......
}
这里我们可以看到不再有大量的if语句出现了，对于代码的扩展性也有了很大的提高，虽然状态切换导致的类与类之间依赖度过高，会导致我们在扩展的时候可能也需要对已完成的代码块进行修改。
