• 【设计模式】状态模式



    在这里插入图片描述

    主页传送门:💁 传送

    1.状态模式定义

           状态模式(State Pattern),又称状态对象模式(Pattern of Objects for States),状态模式是对象的行为模式。其定义如下:

    Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.

           即:当一个对象内在状态改变时允许改变行为,这个对象看起来像改变了其类型。
           对象的行为依赖于它的状态(属性),并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
           其通用类图如下:
    在这里插入图片描述

    2.状态模式的角色

    状态模式所涉及到的角色有:

    • 环境(Context)角色:
      也成上下文:定义客户端所感兴趣的接口,并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
    • 抽象状态(State)角色:
      定义一个接口,用以封装环境(Context)对象的一个特定的状态所对应的行为。
    • 具体状态(ConcreteState)角色:
      每一个具体状态类都实现了环境(Context)的一个状态所对应的行为。

    3.状态模式实战案例

    3.1.场景说明

           考虑一个在线投票系统的应用,要实现控制同一个用户只能投一票,如果一个用户反复投票,而且投票次数超过5次,则判定为恶意刷票,要取消该用户投票的资格,当然同时也要取消他所投的票;如果一个用户的投票次数超过8次,将进入黑名单,禁止再登录和使用系统。
           要使用状态模式实现,首先需要把投票过程的各种状态定义出来,根据以上描述大致分为四种状态:正常投票、反复投票、恶意刷票、进入黑名单。然后创建一个投票管理对象(相当于Context)。

    3.2.结构类图

           使用状态模式来实现的结构图如下所示::
    在这里插入图片描述

    3.3.代码实现

    抽象状态类

    public interface VoteState {
        /**
         * 处理状态对应的行为
         * @param user    投票人
         * @param voteItem    投票项
         * @param voteManager    投票上下文,用来在实现状态对应的功能处理的时候,
         *                         可以回调上下文的数据
         */
        public void vote(String user,String voteItem,VoteManager voteManager);
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10

    具体状态类——正常投票

    public class NormalVoteState implements VoteState {
    
        @Override
        public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
            //正常投票,记录到投票记录中
            voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
            System.out.println("恭喜投票成功");
        }
    
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10

    具体状态类——重复投票

    public class RepeatVoteState implements VoteState {
    
        @Override
        public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
            //重复投票,暂时不做处理
            System.out.println("请不要重复投票");
        }
    
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9

    具体状态类——恶意刷票

    public class SpiteVoteState implements VoteState {
    
        @Override
        public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
            // 恶意投票,取消用户的投票资格,并取消投票记录
            String str = voteManager.getMapVote().get(user);
            if(str != null){
                voteManager.getMapVote().remove(user);
            }
            System.out.println("你有恶意刷屏行为,取消投票资格");
        }
    
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13

    具体状态类——黑名单

    public class BlackVoteState implements VoteState {
    
        @Override
        public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
            //记录黑名单中,禁止登录系统
            System.out.println("进入黑名单,将禁止登录和使用本系统");
        }
    
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9

    环境类

    public class VoteManager {
        //持有状体处理对象
        private VoteState state = null;
        //记录用户投票的结果,Map对应Map<用户名称,投票的选项>
        private Map<String,String> mapVote = new HashMap<String,String>();
        //记录用户投票次数,Map对应Map<用户名称,投票的次数>
        private Map<String,Integer> mapVoteCount = new HashMap<String,Integer>();
        /**
         * 获取用户投票结果的Map
         */
        public Map<String, String> getMapVote() {
            return mapVote;
        }
        /**
         * 投票
         * @param user    投票人
         * @param voteItem    投票的选项
         */
        public void vote(String user,String voteItem){
            //1.为该用户增加投票次数
            //从记录中取出该用户已有的投票次数
            Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
            if(oldVoteCount == null){
                oldVoteCount = 0;
            }
            oldVoteCount += 1;
            mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
            //2.判断该用户的投票类型,就相当于判断对应的状态
            //到底是正常投票、重复投票、恶意投票还是上黑名单的状态
            if(oldVoteCount == 1){
                state = new NormalVoteState();
            }
            else if(oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5){
                state = new RepeatVoteState();
            }
            else if(oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount <8){
                state = new SpiteVoteState();
            }
            else if(oldVoteCount > 8){
                state = new BlackVoteState();
            }
            //然后转调状态对象来进行相应的操作
            state.vote(user, voteItem, this);
        }
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29
    • 30
    • 31
    • 32
    • 33
    • 34
    • 35
    • 36
    • 37
    • 38
    • 39
    • 40
    • 41
    • 42
    • 43
    • 44
    • 45

    客户端

    public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
            
            VoteManager vm = new VoteManager();
            for(int i=0;i<9;i++){
                vm.vote("u1","A");
            }
        }
    
    }
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11

    4.状态模式优缺点

    状态模式的优点主要包括:

    • 对状态转换规则进行了封装,使得状态转换逻辑与状态对象合为一体,简化了客户端代码。
    • 扩展性好,方便新增状态,只需要改变对象状态就可以实现改变对象行为。
    • 代码简洁,易于维护,每个状态类对应一个状态,结构清晰。

    状态模式的缺点主要包括:

    • 会增加系统中类或对象的个数。
    • 结构与实现比较复杂,如果使用不当会导致程序结构和代码混乱。
    • 对开闭原则的支持不够,每次增加新的状态类都需要修改原有代码。

    5.状态模式适用场景

    状态模式适用于以下场景:

    1. 一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时根据状态改变它的行为。例如,一个游戏中的角色,其行为取决于它当前的状态(如健康状态、攻击状态等)。
    2. 系统中存在多个状态,且状态之间需要转换。例如,一个订单的状态可以从“待付款”转换为“已付款”,再转换为“已发货”等。

    在这些场景下,使用状态模式可以帮助我们将对象的行为与状态分离,使得代码更加清晰、易于维护。同时,状态模式也使得状态的转换逻辑更加明确,便于扩展和维护。

    6.状态模式总结

         状态模式是一种行为设计模式,它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。通过将对象的状态和相关行为封装在对应的状态类中,状态模式使得代码更加清晰、易于维护。同时,状态模式也使得状态的转换逻辑更加明确,便于扩展和维护。在使用状态模式时,需要注意避免增加过多类或对象导致代码混乱,以及对开闭原则的支持问题。

    如果喜欢的话,欢迎 🤞关注 👍点赞 💬评论 🤝收藏 🙌一起讨论
    你的支持就是我✍️创作的动力! 💞💞💞

  • 相关阅读:
    ORB-SLAM2从理论到代码实现(十四):KeyFrame类长
    如何靠写代码赚钱?
    Gson 问题汇总
    C++ opencv图像存储和MAT容器
    阿里一面,说说你知道消息中间件的应用场景有哪些?
    Spring AOP实现 | 代理模式分析
    mysql8绿色版安装教程
    Win10安装配置node-nvm管理
    淘宝/天猫API:item_search_jupage-天天特价
    Python练习分割字符串
  • 原文地址:https://blog.csdn.net/hm973046/article/details/133843771