设计模式之状态模式（一）

我原本以为在对乡村的一切事物都很容易，但是每次我一回头就有更多变更的请求纷至沓来。我快崩溃了！----当小编读到这段话的时候，甚是感慨，设计模式的世界真的不是那么容易弄懂的，好在我还在学习。

基本常识：策略模式和状态模式是双胞胎，在出生时才分开。策略模式是围绕可以互换的算法来创建成功业务的。然而，状态走的是更崇高的路，它通过改变对象内部的状态来帮助对象控制自己的行为。

我们先来看下对象村的大家，这次又想出了什么。他们发现只要在糖果机里装上cpu，就可以增加销量、通过网络监测库存，并且能准确地得知客户的满意度。所有，就有了下面的这个设想：

状态机101

我们如何从状态图得到真正的代码呢？下面是一个实现状态机的简单介绍

1. 首先，找出所有的状态：

我们有：没有25分钱、有25分钱、糖果售罄、售出糖果四个状态

1. 接下来，创建一个实例变量来持有目前的状态，然后定义每个状态的值:

    final static int sold_out = 0;
    final static int no_quarter = 1;
    final static int has_quarter = 2;
    final static int sold = 3;
 
    int state = sold_out;

1. 现在，我们将所有系统中可以发生的动作整合起来：

投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄、发放糖果

1. 现在，我们创建一个类，它的作用就像是一个状态机。对每一个动作，我们都创建了一个对应的方法，这些方法利用条件语句来决定在每个状态内什么行为是恰当的。比如对“投入25分钱”这个动作来说，我们可以把对应方法写成下面的样子:

public void insertquarter() {
    if (state == has_quarter) {
        system.out.println("you can't insert another quarter");
    } else if (state == no_quarter) {
        state = has_quarter;
        system.out.println("you inserted a quarter");
    } else if (state == sold_out) {
        system.out.println("you can't insert a quarter, the machine is old out");
    } else if (state == sold) {
        system.out.println("please wait, we're already giving you a gumball");
    }
}

写下代码

现在我们来实现糖果机。我们知道要利用实例变量持有当前的状态，然后需要处理所有可能发生的动作、行为和状态的转换。我们需要实现的动过包括：投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄和发放糖果；也要检查糖果是否售罄。

public class gumballmachine {
 
    final static int sold_out = 0;
    final static int no_quarter = 1;
    final static int has_quarter = 2;
    final static int sold = 3;
 
    int state = sold_out;
    int count = 0;
  
    public gumballmachine(int count) {
        this.count = count;
        if (count > 0) {
            state = no_quarter;
        }
    }
    // 当有25分钱投进来，就会执行这里
    public void insertquarter() {
        if (state == has_quarter) {
            system.out.println("you can't insert another quarter");
        } else if (state == no_quarter) {
            state = has_quarter;
            system.out.println("you inserted a quarter");
        } else if (state == sold_out) {
            system.out.println("you can't insert a quarter, the machine is sold out");
        } else if (state == sold) {
            system.out.println("please wait, we're already giving you a gumball");
        }
    }

    // 现在，如果顾客试着退回25分钱
    public void ejectquarter() {
        if (state == has_quarter) {
            system.out.println("quarter returned");
            state = no_quarter;
        } else if (state == no_quarter) {
            system.out.println("you haven't inserted a quarter");
        } else if (state == sold) {
            system.out.println("sorry, you already turned the crank");
        } else if (state == sold_out) {
            system.out.println("you can't eject, you haven't inserted a quarter yet");
        }
    }
 
    // 顾客试着转动曲柄
    public void turncrank() {
        if (state == sold) {
            system.out.println("turning twice doesn't get you another gumball!");
        } else if (state == no_quarter) {
            system.out.println("you turned but there's no quarter");
        } else if (state == sold_out) {
            system.out.println("you turned, but there are no gumballs");
        } else if (state == has_quarter) {
            system.out.println("you turned...");
            state = sold;
            dispense();
        }
    }
 
    // 调用此方法，发放糖果
    private void dispense() {
        if (state == sold) {
            system.out.println("a gumball comes rolling out the slot");
            count = count - 1;
            if (count == 0) {
                system.out.println("oops, out of gumballs!");
                state = sold_out;
            } else {
                state = no_quarter;
            }
        } else if (state == no_quarter) {
            system.out.println("you need to pay first");
        } else if (state == sold_out) {
            system.out.println("no gumball dispensed");
        } else if (state == has_quarter) {
            system.out.println("no gumball dispensed");
        }
    }
 
    public void refill(int numgumballs) {
        this.count = numgumballs;
        state = no_quarter;
    }

    public string tostring() {
        stringbuffer result = new stringbuffer();
        result.append("\nmighty gumball, inc.");
        result.append("\njava-enabled standing gumball model #2004\n");
        result.append("inventory: " + count + " gumball");
        if (count != 1) {
            result.append("s");
        }
        result.append("\nmachine is ");
        if (state == sold_out) {
            result.append("sold out");
        } else if (state == no_quarter) {
            result.append("waiting for quarter");
        } else if (state == has_quarter) {
            result.append("waiting for turn of crank");
        } else if (state == sold) {
            result.append("delivering a gumball");
        }
        result.append("\n");
        return result.tostring();
    }
}

现在，让我们进入一个小小的内部测试，看下是否符合了要求。

public class winnerstate implements state {
    gumballmachine gumballmachine;
 
    public winnerstate(gumballmachine gumballmachine) {
        this.gumballmachine = gumballmachine;
    }
 
    public void insertquarter() {
        system.out.println("please wait, we're already giving you a gumball");
    }
 
    public void ejectquarter() {
        system.out.println("please wait, we're already giving you a gumball");
    }
 
    public void turncrank() {
        system.out.println("turning again doesn't get you another gumball!");
    }
 
    public void dispense() {
        gumballmachine.releaseball();
        if (gumballmachine.getcount() == 0) {
            gumballmachine.setstate(gumballmachine.getsoldoutstate());
        } else {
            gumballmachine.releaseball();
            system.out.println("you're a winner! you got two gumballs for your quarter");
            if (gumballmachine.getcount() > 0) {
                gumballmachine.setstate(gumballmachine.getnoquarterstate());
            } else {
                system.out.println("oops, out of gumballs!");
                gumballmachine.setstate(gumballmachine.getsoldoutstate());
            }
        }
    }
 
    public void refill() { }
    
    public string tostring() {
        return "despensing two gumballs for your quarter, because you're a winner!";
    }
}

运行结果比较长，在这里就不进行打印啦，需要的朋友请自行根据代码进行执行。

变更需求来了，需要新设计

现在，客户要求当曲柄转动时，有10%的几率掉下来的是两颗糖果（多送你一颗），那你应该怎么做呢？

我们的计划是这样的：不要维护我们现有的代码，我们重写它以便于将状态对象封装在各自的类中，然后在动作发生时委托给当前状态。所以，我们要做的事情就是：

1. 首先，我们定义一个state接口。在这个接口中，糖果机的每个动作都有一个对应的方法
2. 然后为机器中的每个状态实现状态类。这些将负责在对应的状态下进行机器的行为
3. 最后，我们要摆脱旧的条件代码，取而代之的方式是，将动作委托到状态类

你将会看到，我们不仅遵守了设计原则，实际上我们还实现了状态模式。接下来，我们定义状态接口和类，如下：

好了，到现在为止，我们下一步肯定是要去实现怎么改造了，对吧。在这里呢，给大家先留着，先去思考思考，如何进行改造。思路有了，类图有了，就看你怎么想啦。我们下一次揭晓。

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