JAVA与模式之状态模式

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述状态（State）模式的：

　　状态模式，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。

　　状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。

状态模式的结构

　　用一句话来表述，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。状态模式的示意性类图如下所示：

　　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。

　　源代码

　　环境角色类

public class Context {
//持有一个State类型的对象实例
private State state;

public void setState(State state) {
this.state = state;
}
/**
* 用户感兴趣的接口方法
*/
public void request(String sampleParameter) {
//转调state来处理
state.handle(sampleParameter);
}
}

　　抽象状态类

public interface State {
/**
* 状态对应的处理
*/
public void handle(String sampleParameter);
}

　　具体状态类

public class ConcreteStateA implements State {

@Override
public void handle(String sampleParameter) {

System.out.println("ConcreteStateA handle ：" + sampleParameter);
}

}

public class ConcreteStateB implements State {

@Override
public void handle(String sampleParameter) {

System.out.println("ConcreteStateB handle ：" + sampleParameter);
}

}

　　客户端类

public class Client {

public static void main(String[] args){
//创建状态
State state = new ConcreteStateB();
//创建环境
Context context = new Context();
//将状态设置到环境中
context.setState(state);
//请求
context.request("test");
}
}

　　从上面可以看出，环境类Context的行为request()是委派给某一个具体状态类的。通过使用多态性原则，可以动态改变环境类Context的属性State的内容，使其从指向一个具体状态类变换到指向另一个具体状态类，从而使环境类的行为request()由不同的具体状态类来执行。

使用场景

　　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）。

　　系统的结构图如下所示：

　　

　　源代码

　　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);
}

　　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");
}

}

　　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");
}

}

　　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");
}

}

　　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");
}

}

　　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<String,String>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<String,Integer>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);
}
}

　　客户端类

public class Client {

public static void main(String[] args) {

VoteManager vm = new VoteManager();
for(int i=0;i<9;i++){
vm.vote("u1","A");
}
}

}