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状态模式在软件设计中的应用与实现

本文以酒店管理系统为例,探讨了状态模式在软件设计中的应用与实现。酒店房间的状态包括空闲、已预订和已入住,这些状态之间可以相互转换。通过引入状态模式,系统能够更加灵活地管理和响应不同状态下的操作,提高了代码的可维护性和扩展性。此外,状态模式还简化了状态转换的逻辑处理,使得系统的整体架构更为清晰和高效。

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以某个酒店系统为例,酒店的房间有三个状态:空闲、已预订、已入住,状态与状态之间可以根据客户的动作来进行转换。

 

模式定义

 在很多情况下,一个对象的行为取决于它的一个或多个变化的属性,这些属性我们称之为状态,这个对象称之为状态对象。对于状态对象而已,它的行为依赖于它的状态,比如你要预订房间,那么只有当该房间为空闲时你才能预订,你想入住该房间也只有当你预订了该房间或者该房间为空闲时。对于这样的一个对象,当它在于外部事件产生互动的时候,其内部状态就会发生改变,从而使得他的行为也随之发生改变。

​ 那么何为状态模式呢?所谓状态模式就是允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

 

模式结构

 

模式实现

首先是状态接口:State

public interface State {/*** @desc 预订房间* @return void*/public void bookRoom();/*** @desc 退订房间* @return void*/public void unsubscribeRoom();/*** @desc 入住* @return void*/public void checkInRoom();/*** @desc 退房* @return void*/public void checkOutRoom();}

​ 然后是房间类

public class Room {/** 房间的三个状态*/State freeTimeState; //空闲状态State checkInState; //入住状态State bookedState; //预订状态State state ;public Room(){freeTimeState = new FreeTimeState(this);checkInState = new CheckInState(this);bookedState = new BookedState(this);state = freeTimeState ; //初始状态为空闲}/*** @desc 预订房间* @return void*/public void bookRoom(){state.bookRoom();}/*** @desc 退订房间* @return void*/public void unsubscribeRoom(){state.unsubscribeRoom();}/*** @desc 入住* @return void*/public void checkInRoom(){state.checkInRoom();}/*** @desc 退房* @return void*/public void checkOutRoom(){state.checkOutRoom();}public String toString(){return "该房间的状态是:"+getState().getClass().getName();}/** getter和setter方法*/public State getFreeTimeState() {return freeTimeState;}public void setFreeTimeState(State freeTimeState) {this.freeTimeState = freeTimeState;}public State getCheckInState() {return checkInState;}public void setCheckInState(State checkInState) {this.checkInState = checkInState;}public State getBookedState() {return bookedState;}public void setBookedState(State bookedState) {this.bookedState = bookedState;}public State getState() {return state;}public void setState(State state) {this.state = state;}}

​ 然后是3个状态类,这个三个状态分别对于这:空闲、预订、入住。其中空闲可以完成预订和入住两个动作,预订可以完成入住和退订两个动作,入住可以退房。

/*** @project: design_state* @author chenssy* @date 2013-8-24* @Description: 空闲状态只能预订和入住*/
public class FreeTimeState implements State {Room hotelManagement;public FreeTimeState(Room hotelManagement){this.hotelManagement = hotelManagement;}public void bookRoom() {System.out.println("您已经成功预订了...");hotelManagement.setState(hotelManagement.getBookedState()); //状态变成已经预订}public void checkInRoom() {System.out.println("您已经成功入住了...");hotelManagement.setState(hotelManagement.getCheckInState()); //状态变成已经入住}public void checkOutRoom() {//不需要做操作}public void unsubscribeRoom() {//不需要做操作}}

/*** @project: design_state* @author chenssy* @date 2013-8-24* @Description: 入住状态房间只能退房*/
public class BookedState implements State {Room hotelManagement;public BookedState(Room hotelManagement) {this.hotelManagement = hotelManagement;}public void bookRoom() {System.out.println("该房间已近给预定了...");}public void checkInRoom() {System.out.println("入住成功...");hotelManagement.setState(hotelManagement.getCheckInState()); //状态变成入住}public void checkOutRoom() {//不需要做操作}public void unsubscribeRoom() {System.out.println("退订成功,欢迎下次光临...");hotelManagement.setState(hotelManagement.getFreeTimeState()); //变成空闲状态}}

/*** @project: design_state* @author chenssy* @date 2013-8-24* @Description: 入住可以退房*/
public class CheckInState implements State {Room hotelManagement;public CheckInState(Room hotelManagement) {this.hotelManagement = hotelManagement;}public void bookRoom() {System.out.println("该房间已经入住了...");}public void checkInRoom() {System.out.println("该房间已经入住了...");}public void checkOutRoom() {System.out.println("退房成功....");hotelManagement.setState(hotelManagement.getFreeTimeState()); //状态变成空闲}public void unsubscribeRoom() {//不需要做操作}}

​ 最后是测试类

public class Test {public static void main(String[] args) {//有3间房Room[] rooms = new Room[2];//初始化for(int i = 0 ; i

​ 运行结果

 

模式优缺点

优点

​ 1、封装了转换规则。
2、枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。

​ 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。

​ 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点

​ 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
2、状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。

​ 3、状态模式对“开闭原则”的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态;而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

模式适用场景

​ 1、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。
2、代码中包含大量与对象状态有关的条件语句


转:https://my.oschina.net/garlicts/blog/2243683



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这个家伙很懒,什么也没留下!
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