设计模式之状态模式（一）

我原本以为在对乡村的一切事物都很容易，但是每次我一回头就有更多变更的请求纷至沓来。我快崩溃了！----当小编读到这段话的时候，甚是感慨，设计模式的世界真的不是那么容易弄懂的，好在我还在学习。

基本常识：策略模式和状态模式是双胞胎，在出生时才分开。策略模式是围绕可以互换的算法来创建成功业务的。然而，状态走的是更崇高的路，它通过改变对象内部的状态来帮助对象控制自己的行为。

我们先来看下对象村的大家，这次又想出了什么。他们发现只要在糖果机里装上CPU，就可以增加销量、通过网络监测库存，并且能准确地得知客户的满意度。所有，就有了下面的这个设想：

状态机101

我们如何从状态图得到真正的代码呢？下面是一个实现状态机的简单介绍

1. 首先，找出所有的状态：

我们有：没有25分钱、有25分钱、糖果售罄、售出糖果四个状态

2. 接下来，创建一个实例变量来持有目前的状态，然后定义每个状态的值:

    final static int SOLD_OUT = 0;
	final static int NO_QUARTER = 1;
	final static int HAS_QUARTER = 2;
	final static int SOLD = 3;
 
	int state = SOLD_OUT;

3. 现在，我们将所有系统中可以发生的动作整合起来：

投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄、发放糖果

4. 现在，我们创建一个类，它的作用就像是一个状态机。对每一个动作，我们都创建了一个对应的方法，这些方法利用条件语句来决定在每个状态内什么行为是恰当的。比如对“投入25分钱”这个动作来说，我们可以把对应方法写成下面的样子:

public void insertQuarter() {
	if (state == HAS_QUARTER) {
		System.out.println("You can't insert another quarter");
	} else if (state == NO_QUARTER) {
		state = HAS_QUARTER;
		System.out.println("You inserted a quarter");
	} else if (state == SOLD_OUT) {
		System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is old out");
	} else if (state == SOLD) {
    	System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");
	}
}

写下代码

现在我们来实现糖果机。我们知道要利用实例变量持有当前的状态，然后需要处理所有可能发生的动作、行为和状态的转换。我们需要实现的动过包括：投入25分钱、退回25分钱、转动曲柄和发放糖果；也要检查糖果是否售罄。

public class GumballMachine {
 
	final static int SOLD_OUT = 0;
	final static int NO_QUARTER = 1;
	final static int HAS_QUARTER = 2;
	final static int SOLD = 3;
 
	int state = SOLD_OUT;
	int count = 0;
  
	public GumballMachine(int count) {
		this.count = count;
		if (count > 0) {
			state = NO_QUARTER;
		}
	}
    // 当有25分钱投进来，就会执行这里
	public void insertQuarter() {
		if (state == HAS_QUARTER) {
			System.out.println("You can't insert another quarter");
		} else if (state == NO_QUARTER) {
			state = HAS_QUARTER;
			System.out.println("You inserted a quarter");
		} else if (state == SOLD_OUT) {
			System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is sold out");
		} else if (state == SOLD) {
        	System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");
		}
	}

    // 现在，如果顾客试着退回25分钱
	public void ejectQuarter() {
		if (state == HAS_QUARTER) {
			System.out.println("Quarter returned");
			state = NO_QUARTER;
		} else if (state == NO_QUARTER) {
			System.out.println("You haven't inserted a quarter");
		} else if (state == SOLD) {
			System.out.println("Sorry, you already turned the crank");
		} else if (state == SOLD_OUT) {
        	System.out.println("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet");
		}
	}
 
    // 顾客试着转动曲柄
	public void turnCrank() {
		if (state == SOLD) {
			System.out.println("Turning twice doesn't get you another gumball!");
		} else if (state == NO_QUARTER) {
			System.out.println("You turned but there's no quarter");
		} else if (state == SOLD_OUT) {
			System.out.println("You turned, but there are no gumballs");
		} else if (state == HAS_QUARTER) {
			System.out.println("You turned...");
			state = SOLD;
			dispense();
		}
	}
 
    // 调用此方法，发放糖果
	private void dispense() {
		if (state == SOLD) {
			System.out.println("A gumball comes rolling out the slot");
			count = count - 1;
			if (count == 0) {
				System.out.println("Oops, out of gumballs!");
				state = SOLD_OUT;
			} else {
				state = NO_QUARTER;
			}
		} else if (state == NO_QUARTER) {
			System.out.println("You need to pay first");
		} else if (state == SOLD_OUT) {
			System.out.println("No gumball dispensed");
		} else if (state == HAS_QUARTER) {
			System.out.println("No gumball dispensed");
		}
	}
 
	public void refill(int numGumBalls) {
		this.count = numGumBalls;
		state = NO_QUARTER;
	}

	public String toString() {
		StringBuffer result = new StringBuffer();
		result.append("
Mighty Gumball, Inc.");
		result.append("
Java-enabled Standing Gumball Model #2004
");
		result.append("Inventory: " + count + " gumball");
		if (count != 1) {
			result.append("s");
		}
		result.append("
Machine is ");
		if (state == SOLD_OUT) {
			result.append("sold out");
		} else if (state == NO_QUARTER) {
			result.append("waiting for quarter");
		} else if (state == HAS_QUARTER) {
			result.append("waiting for turn of crank");
		} else if (state == SOLD) {
			result.append("delivering a gumball");
		}
		result.append("
");
		return result.toString();
	}
}

现在，让我们进入一个小小的内部测试，看下是否符合了要求。

public class WinnerState implements State {
    GumballMachine gumballMachine;
 
    public WinnerState(GumballMachine gumballMachine) {
        this.gumballMachine = gumballMachine;
    }
 
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("Please wait, we're already giving you a Gumball");
	}
 
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("Please wait, we're already giving you a Gumball");
	}
 
	public void turnCrank() {
		System.out.println("Turning again doesn't get you another gumball!");
	}
 
	public void dispense() {
		gumballMachine.releaseBall();
		if (gumballMachine.getCount() == 0) {
			gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());
		} else {
			gumballMachine.releaseBall();
			System.out.println("YOU'RE A WINNER! You got two gumballs for your quarter");
			if (gumballMachine.getCount() > 0) {
				gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());
			} else {
            	System.out.println("Oops, out of gumballs!");
				gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());
			}
		}
	}
 
	public void refill() { }
	
	public String toString() {
		return "despensing two gumballs for your quarter, because YOU'RE A WINNER!";
	}
}

运行结果比较长，在这里就不进行打印啦，需要的朋友请自行根据代码进行执行。

变更需求来了，需要新设计

现在，客户要求当曲柄转动时，有10%的几率掉下来的是两颗糖果（多送你一颗），那你应该怎么做呢？

我们的计划是这样的：不要维护我们现有的代码，我们重写它以便于将状态对象封装在各自的类中，然后在动作发生时委托给当前状态。所以，我们要做的事情就是：

1. 首先，我们定义一个State接口。在这个接口中，糖果机的每个动作都有一个对应的方法
2. 然后为机器中的每个状态实现状态类。这些将负责在对应的状态下进行机器的行为
3. 最后，我们要摆脱旧的条件代码，取而代之的方式是，将动作委托到状态类

你将会看到，我们不仅遵守了设计原则，实际上我们还实现了状态模式。接下来，我们定义状态接口和类，如下：

好了，到现在为止，我们下一步肯定是要去实现怎么改造了，对吧。在这里呢，给大家先留着，先去思考思考，如何进行改造。思路有了，类图有了，就看你怎么想啦。我们下一次揭晓。

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