揭开Java设计模式之状态模式的面纱

2023-12-14 02:54:24

前言：剖析Java设计模式的精髓

Java设计模式犹如一幅绘制软件架构蓝图的画卷，它将复杂的概念和解决方案以简洁的笔触描绘出来，为我们构建出更加优雅、可维护和可扩展的代码。状态模式作为设计模式家族中的一员，以其独特的视角和精巧的构思，为我们揭示了对象行为与状态之间的微妙关系。

一、揭开状态模式的神秘面纱

状态模式的定义：

状态模式是一种行为设计模式，它允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，就像对象修改了它的类一样。

状态模式的应用场景：

状态模式通常适用于以下场景：

代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。
对象的行为依赖于它的状态，并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

状态模式的优点：

提高代码的可维护性和可扩展性。
简化对象的行为逻辑，使其更加清晰易懂。
增强代码的灵活性，便于在不改变对象结构的情况下添加新的状态。

二、深入浅出，领略状态模式的精妙构思

状态模式的核心思想：

状态模式的核心思想是将对象的状态抽象出来，并将其封装在不同的状态类中。当对象的状态发生改变时，它会动态地切换到相应的状态类，从而改变其行为。

状态模式的关键代码：

// 抽象状态类
abstract class State {
    public abstract void handle(Context context);
}

// 具体状态类1
class ConcreteState1 extends State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        // 状态1的具体行为
    }
}

// 具体状态类2
class ConcreteState2 extends State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        // 状态2的具体行为
    }
}

// 上下文类
class Context {
    private State state;

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }

    public void request() {
        state.handle(this);
    }
}

三、实例解析，触及状态模式的灵魂

假设我们有一个订单处理系统，订单的状态可以是“未支付”、“已支付”、“已发货”、“已完成”等。我们可以使用状态模式来设计这个系统。

// 订单状态接口
interface OrderState {
    void pay(Order order);

    void ship(Order order);

    void complete(Order order);

    void cancel(Order order);
}

// 未支付状态
class UnpaidState implements OrderState {
    @Override
    public void pay(Order order) {
        order.setState(new PaidState());
    }

    @Override
    public void ship(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单未支付，无法发货");
    }

    @Override
    public void complete(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单未支付，无法完成");
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        order.setState(new CanceledState());
    }
}

// 已支付状态
class PaidState implements OrderState {
    @Override
    public void pay(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已支付，无法再次支付");
    }

    @Override
    public void ship(Order order) {
        order.setState(new ShippedState());
    }

    @Override
    public void complete(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已支付，无法完成");
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        order.setState(new CanceledState());
    }
}

// 已发货状态
class ShippedState implements OrderState {
    @Override
    public void pay(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已发货，无法支付");
    }

    @Override
    public void ship(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已发货，无法再次发货");
    }

    @Override
    public void complete(Order order) {
        order.setState(new CompletedState());
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已发货，无法取消");
    }
}

// 已完成状态
class CompletedState implements OrderState {
    @Override
    public void pay(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已完成，无法支付");
    }

    @Override
    public void ship(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已完成，无法发货");
    }

    @Override
    public void complete(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已完成，无法再次完成");
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        throw new IllegalStateException("订单已完成，无法取消");
    }
}

// 订单类
class Order {
    private OrderState state;

    public Order() {
        this.state = new UnpaidState();
    }

    public void setState(OrderState state) {
        this.state = state;
    }

    public void pay() {
        state.pay(this);
    }

    public void ship() {
        state.ship(this);
    }

    public void complete() {
        state.complete(this);
    }

    public void cancel() {
        state.cancel(this);
    }
}