设计模式19---设计模式之状态模式（State）（行为型）

1.场景模拟

考虑一个在线投票的应用，分为四种情况
正常投票

正常投票以后还继续重复投票

用户恶意投票

黑名单用户

2.不用模式的解决方案

package demo17.state.example1;
import java.util.*;
/**
* 投票管理
*/
public class VoteManager {
/**
* 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>();
/**
* 投票
* @param user 投票人，为了简单，就是用户名称
* @param voteItem 投票的选项
*/
public void vote(String user,String voteItem){
//1：先为该用户增加投票的次数
//先从记录中取出已有的投票次数
Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
if(oldVoteCount==null){
oldVoteCount = 0;
}
oldVoteCount = oldVoteCount + 1;
mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);

//2：判断该用户投票的类型，到底是正常投票、重复投票、恶意投票还是上黑名单
//然后根据投票类型来进行相应的操作
if(oldVoteCount==1){
//正常投票
//记录到投票记录中
mapVote.put(user, voteItem);
System.out.println("恭喜你投票成功");
}else if(oldVoteCount>1 && oldVoteCount<5){
//重复投票
//暂时不做处理
System.out.println("请不要重复投票");
}else if(oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount<8){
//恶意投票
//取消用户的投票资格，并取消投票记录
String s = mapVote.get(user);
if(s!=null){
mapVote.remove(user);
}
System.out.println("你有恶意刷票行为，取消投票资格");
}else if(oldVoteCount>=8){
//黑名单
//记入黑名单中，禁止登录系统了
System.out.println("进入黑名单，将禁止登录和使用本系统");
}
}
}
************************************************************************************************
package demo17.state.example1;

public class Client {
public static void main(String[] args) {
VoteManager vm = new VoteManager();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
vm.vote("u1", "A");
}
}
}

3.问题所在（问题分析）

上述代码看起来很简单，实际上有很大的不妥之处，比如要添加新的功能，那怎么办呢？要在对应的一大堆的控制代码中找出需要的部分，然后进行修改，是很麻烦的。那么怎么很容易的扩展vote()这个方法呢？
由于刚刚学过了策略模式，很容易就想到要用策略模式来实现，因为感觉这里用策略模式正好。实际上则不然，这里不用策略模式实现，是因为策略模式重心在于分离算法，然后选择实现，大家可以发现，这个案例，没有什么需要计算的算法，都是一些相同的行为的次数的递增罢了，策略模式是不同行为的实现，针对不同的对象使用不同的策略，这里很明显不是，这里是相同的行为的次数的不同，导致结果不同，抽象化以后就是：对象的状态不同，导致结果不同，大家要仔细区分清楚。当然，你看这两个模式的客户端实现就能看出不同来。

那么，不用策略模式，用什么模式呢？

4.使用状态模式解决问题

4.1状态模式定义

允许一个对象在其内部状态改变时候，改变它的行为，对象看起来似乎修改了他的类。

4.2状态模式的结构和说明

结构图跟策略模式基本上是一样的，如下

4.3状态模式示例代码

package demo17.state.example2;

/**
* 封装与Context的一个特定状态相关的行为
*/
public interface State {
/**
* 状态对应的处理
*
* @param sampleParameter
*        示例参数，说明可以传入参数，具体传入 什么样的参数，传入几个参数，由具体应用来具体分析
*/
public void handle(String sampleParameter);
}
**********************************************************************
package demo17.state.example2;

/**
* 实现一个与Context的一个特定状态相关的行为
*/
public class ConcreteStateA implements State {
public void handle(String sampleParameter) {
// 实现具体的处理
}
}
**********************************************************************
package demo17.state.example2;

/**
* 实现一个与Context的一个特定状态相关的行为
*/
public class ConcreteStateB implements State {
public void handle(String sampleParameter) {
// 实现具体的处理
}
}
**********************************************************************
package demo17.state.example2;

/**
* 定义客户感兴趣的接口，通常会维护一个State类型的对象实例
*/
public class Context {
/**
* 持有一个State类型的对象实例
*/
private State state;

/**
* 设置实现State的对象的实例
*
* @param state
*        实现State的对象的实例
*/
public void setState(State state) {
this.state = state;
}

/**
* 用户感兴趣的接口方法
*
* @param sampleParameter
*        示意参数
*/
public void request(String sampleParameter) {
// 在处理中，会转调state来处理
state.handle(sampleParameter);
}
}

5.使用状态模式重写实例代码

5.1投票接口

package demo17.state.example3;
/**
* 封装一个投票状态相关的行为
*/
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);
}

5.2四个实现

package demo17.state.example3;

public class NormalVoteState implements VoteState{
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("恭喜你投票成功");
}
}

package demo17.state.example3;

public class RepeatVoteState implements VoteState{
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");
}
}

package demo17.state.example3;

public class SpiteVoteState implements VoteState{
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 s = voteManager.getMapVote().get(user);
if(s!=null){
voteManager.getMapVote().remove(user);
}
System.out.println("你有恶意刷票行为，取消投票资格");
}
}

package demo17.state.example3;

public class BlackWarnVoteState implements VoteState{
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
//待进黑名单警告状态
System.out.println("禁止登录和使用系统3天");
}
}

5.3投票管理

package demo17.state.example3;
import java.util.*;
/**
* 投票管理
*/
public class VoteManager {
/**
* 持有状态处理对象
*/
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>();

/**
* 获取记录用户投票结果的Map
* @return 记录用户投票结果的Map
*/
public Map<String, String> getMapVote() {
return mapVote;
}

/**
* 投票
* @param user 投票人，为了简单，就是用户名称
* @param voteItem 投票的选项
*/
public void vote(String user,String voteItem){
//1：先为该用户增加投票的次数
//先从记录中取出已有的投票次数
Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
if(oldVoteCount==null){
oldVoteCount = 0;
}
oldVoteCount = oldVoteCount + 1;
mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);

//2：判断该用户投票的类型，就相当于是判断对应的状态
//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);
}
}

5.4客户端不变

package demo17.state.example3;

public class Client {
public static void main(String[] args) {
VoteManager vm = new VoteManager();
for(int i=0;i<8;i++){
vm.vote("u1", "A");
}
}
}

6.状态模式讲解

6.1状态模式要点

状态和行为：对象的状态就是指对象实例的属性的值；而行为指的是对象的功能。

状态模式的功能：分离状态的行为，通过维护状态的变化，来调用不同状态对应不同的功能。

行为的平行性：注意是平行性，而不是平等性。

6.2状态模式的调用顺序图

6.3状态模式优缺点

优点：

简化应用逻辑控制

更好的分离状态和行为

更好的扩展性

显示化进行状态转换

缺点：

一个状态引入一个对应的状态处理类，会使得程序引入太多的状态类，使程序变得杂乱。

6.4状态模式本质

根据状态来分离和选择行为