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狀態(tài)模式(State)-老孫七十二變
俺老孫來也...我是如來佛祖玉皇大帝觀音菩薩指定取西經(jīng)特派使者花果山水簾洞美猴王齊天大圣孫悟空啊!老孫的必殺技就是七十二變,沒錯比老外的變相怪杰還有牛逼許多.
關(guān)于老孫我以前的光輝史,長得帥的都知道,什么長生不老之術(shù),上天下地...憋提了,憋提了那都是過去,到了21世紀(jì),老孫已經(jīng)不叫什么齊天大圣了,只是小公司里的一只程序猿,有事沒事敲敲代碼壓壓驚.
好了不扯,咱們進(jìn)入主題...[斜眼笑]
其實也沒走題,講的還是齊天大圣,看看他的特殊技能七十二變,如果看成是一個項目里需求,我們?nèi)绻瓿傻脑?那豈不是要做72次判斷和每次變身的處理.
分析72變
對于72變的學(xué)術(shù)研究就不太深入了,簡單描述變法大致分為水陸空這幾種方式.
- 水
- 水上:小船..
- 水下:魚兒..
- 陸
- 陸上:猴子..
- 陸下:蚯蚓..
- 空
- 空中:小鳥..
- 空外:飛機(jī)..
估計我寫的是假的悟空,還有變蚯蚓的,估摸大圣會吐槽我的.沒關(guān)系,這不是重點,關(guān)鍵的是當(dāng)我們?nèi)绻獙懴逻@段代碼邏輯的話會是怎樣?
我們先看看普通方式的寫法.
public class TestClient {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("請告訴悟空想變的東西...");
String things = sc.next();
System.out.println("悟空準(zhǔn)備變: " + things);
// 處理變身的方法
handleState(things);
}
private static void handleState(String things) {
// 水里的類型
if ("小船".equals(things) || "魚兒".equals(things)) {
// 水上
if ("小船".equals(things)) {
System.out.println("悟空變水面上的.." + things);
// 水下
} else if ("魚兒".equals(things)) {
System.out.println("悟空變水里的.." + things);
}
// 陸地的類型
} else if ("猴子".equals(things) || "蚯蚓".equals(things)) {
if ("猴子".equals(things)) {
System.out.println("悟空變陸地上的.." + things);
} else if ("蚯蚓".equals(things)) {
System.out.println("悟空變陸地下的.." + things);
}
// 天空的類型
} else if ("小鳥".equals(things) || "飛機(jī)".equals(things)) {
if ("小鳥".equals(things)) {
System.out.println("悟空變天空中的.." + things);
} else if ("飛機(jī)".equals(things)) {
System.out.println("悟空變天空外的.." + things);
}
// 水陸空之外的范圍變不了
} else {
System.out.println("變身失敗...無此狀態(tài):" + things);
}
}
}
輸出結(jié)果:
請告訴悟空想變的東西...
魚兒
悟空準(zhǔn)備變: 魚兒
悟空變水里的..魚兒
代碼的壞味道
有沒看到handleState(state)這個方法實在太長了,如果悟空后面又學(xué)習(xí)了新的變法,可以變水,變蘋果等之類的呢,那這個方法不是要逆天啦.在<重構(gòu)>中提過,過長的方法會有壞味道.面向?qū)ο蟮脑O(shè)計就是希望做到代碼的責(zé)任分解,因此對于這種條件判斷if-else,switch過于冗雜的邏輯,可以使用狀態(tài)設(shè)計模式來解決.
來一點理論
理論說多了會困,少許理論也可怡情.
<大話設(shè)計模式>說到狀態(tài)模式主要解決的是當(dāng)控制一個對象狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件表達(dá)式過于復(fù)雜的情況.把狀態(tài)的判斷邏輯轉(zhuǎn)移到表示不同狀態(tài)的一系列類當(dāng)中,可以把復(fù)雜的判斷邏輯簡化.
通過狀態(tài)模式來優(yōu)化代碼
說了那么多那么,那到底使用狀態(tài)模式優(yōu)化后效果如何呢,下面就是見證奇跡的時候..
- 每個狀態(tài)的接口
/**
* 悟空變身后的不同狀態(tài)的接口
*
* @author relicemxd
*
*/
public interface State {
/**
* 處理變身狀態(tài)
*/
void handleState();
}
- 接口的具體實現(xiàn)類.
陸地狀態(tài)的實現(xiàn)類,這里我定義了兩種類型.
/*
* 悟空變身的陸地狀態(tài)類
*/
public class LandState implements State {
public static final String MONKEY_STATE = "猴子";
public static final String EARTHWORM_STATE = "蚯蚓";
private String state;
/*
* 要陸地上的什么動物需要告訴悟空
*/
public LandState(String state) {
this.state = state;
}
/*
* 變身的方法,由悟空來調(diào)用.
* 悟空知道要變的類型才可以變身成功
*/
@Override
public void handleState() {
if (MONKEY_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 猴子....");
} else if (EARTHWORM_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 蚯蚓....");
}else{
//如果不符合條件則變身失敗.
System.out.println("變身失敗...");
}
}
}
海里狀態(tài)的實現(xiàn)類,這里我也定義了兩種類型.
/*
* 悟空變身的海里狀態(tài)類
*/
public class SeaState implements State {
public static final String SHIP_STATE = "小船";
public static final String FISH_STATE = "魚兒";
private String state;
public SeaState(String state) {
this.state = state;
}
@Override
public void handleState() {
if (FISH_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 魚兒....");
} else if (SHIP_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 小船兒....");
}else{
//如果不符合條件則變身失敗.
System.out.println("變身失敗...");
}
}
}
空中狀態(tài)的實現(xiàn)類,這里我也定義了兩種類型.
/**
* 悟空變身的天空狀態(tài)類
*
*/
public class SpaceState implements State {
public static final String BIRD_STATE = "鳥";
public static final String AIRPLANE_STATE = "飛機(jī)";
private String state;
public SpaceState(String state) {
this.state = state;
}
@Override
public void handleState() {
if (BIRD_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 小鳥....");
} else if (AIRPLANE_STATE.equals(state)) {
System.out.println("變 飛機(jī)....");
}else{
//如果不符合條件則變身失敗.
System.out.println("變身失敗...");
}
}
}
- 處理不同state的管理類,維護(hù)著
SeaState,LandState,SpaceState三個狀態(tài)的操作.
/*
* 這個Context類相當(dāng)于 悟空
*
*/
public class Context {
private State state;
/**
* 悟空會根據(jù)你不同的狀態(tài)而做不同的處理,
* 而處理的東西都可以在實現(xiàn)類里完成,如在變小船狀態(tài)時做什么.
* 這樣就便于拓展了.
* @param state
*/
public void setState(State state) {
this.state = state;
System.out.println("悟空準(zhǔn)備開始變身..");
//悟空可以調(diào)用該變身方法
state.handleState();
}
}
顯然上面的類多了很多,但是每個類里處理的行為也清晰了很多.有取也有舍.
如何使用呢?
對這個這些變身的行為進(jìn)行歸類和封裝后,我們就可以在Client中很方便的去調(diào)用了.
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//Context 悟空類
Context context = new Context();
//陸地狀態(tài)切換
//告訴悟空你想讓他變成陸地上的蚯蚓.
LandState landState = new LandState(LandState.EARTHWORM_STATE);
//悟空得到需求準(zhǔn)備變身..
context.setState(landState);
//水里狀態(tài)切換
SeaState seaState = new SeaState(SeaState.SHIP_STATE);
context.setState(seaState);
//空中狀態(tài)切換
//此時我想讓悟空變成空中的小船,因此會變身失敗.信息來源不對
SpaceState spaceState = new SpaceState(SeaState.SHIP_STATE);
context.setState(spaceState);
}
}
狀態(tài)模式的組成
上下文類（Context）: 在這里他就相當(dāng)于悟空,可以在該類中定義一些悟空需要的行為.該類的主要任務(wù)是維護(hù)State接口的一些子類的實例,如LandState.抽象狀態(tài)類（State）: 所有狀態(tài)的共性接口,封裝了與Context相關(guān)的一些狀態(tài)行為,如handleState(state).具體狀態(tài)類（LandState）: State接口的具體實現(xiàn),對不同狀態(tài)的行為處理子類.
看下UML類圖
應(yīng)用場景
- 電梯運行狀態(tài)
- 維修,正常,自動關(guān)門,自動開門,消防..
- 紅綠燈狀態(tài)
- 紅燈,綠燈,黃燈
- 訂單狀態(tài)
- 下單
- 已付款
- 已發(fā)貨
- 送貨中
- 已收貨
- 售后
對于應(yīng)用場景還有很多,只要你覺得一個實體有多個狀態(tài)需要處理的,就可以通過state模式來設(shè)計代碼.
總結(jié)
狀態(tài)模式的優(yōu)點:
意圖清晰
將每一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換和動作封裝到一個類中,就把著眼點從執(zhí)行狀態(tài)提高到整個對象的狀態(tài).代碼結(jié)構(gòu)化
State模式提供了一個更好的方法來組織與特定狀態(tài)相關(guān)的代碼.便于維護(hù)
State模式將if else語句或switch case語句進(jìn)行了封裝,這樣對于后續(xù)的增刪改查從顯示的處理數(shù)據(jù)進(jìn)而轉(zhuǎn)變成隱式的處理State的子類,減低了復(fù)雜邏輯的維護(hù)成本.狀態(tài)模式的缺點:
增加系統(tǒng)類和對象的個數(shù),這是大多數(shù)設(shè)計模式的缺點.
對于代碼不規(guī)范的同學(xué),如果使用不當(dāng)將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂,主要是State模式結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復(fù)雜.
