张家港网站制作企优,wordpress登陆密码,网站建设分析图,贵州建设厅网站首页《状态模式原理剖析》 状态模式#xff08;State Pattern#xff09; 是一种行为设计模式#xff0c;它允许对象在其内部状态改变时改变其行为。换句话说#xff0c;当对象状态发生变化时#xff0c;它的行为也会随之变化。 通过状态模式#xff0c;可以消除通过 if-else… 《状态模式原理剖析》 状态模式State Pattern 是一种行为设计模式它允许对象在其内部状态改变时改变其行为。换句话说当对象状态发生变化时它的行为也会随之变化。 通过状态模式可以消除通过 if-else 或 switch-case 来判断状态的需要。每个状态的行为封装在独立的类中 核心思想
状态模式将对象的不同状态封装成独立的类并让对象在不同的状态下有不同的行为。状态模式通过将状态的行为和逻辑封装在状态类中使得状态之间的转换变得清晰、易扩展。
UML 类图状态模式 角色说明
Context上下文类 持有一个 State 对象表示当前的状态。负责将状态的转换委托给具体的状态类。 State抽象状态类 定义了一个 handle() 方法用于处理当前状态的逻辑。 ConcreteState具体状态类 实现 State 接口负责在具体状态下的行为。不同的具体状态类表示对象在不同状态下的不同行为。
案例订单状态管理
场景描述
在电商平台或者订餐系统中订单的状态是一个典型的使用状态模式的场景。订单的状态通常包括以下几种
新订单NewOrder订单刚创建。已付款Paid订单已付款等待发货。已发货Shipped订单已经发货等待确认收货。已完成Completed订单交易完成。取消订单Cancelled订单被取消。
每个订单的状态都会影响订单的行为。例如只有在新订单状态下用户才可以取消订单在已付款状态下用户不能取消订单但可以查询发货状态而在已完成或取消状态下订单是不可修改的。
状态模式处理的好处
避免复杂的 if-else 条件判断不同状态下的订单行为各不相同使用状态模式可以避免在代码中出现大量的 if-else 条件判断如if(order.status paid) { ... } else if(order.status shipped) { ... }。状态行为封装将每种状态的行为封装到相应的状态类中使得状态切换清晰便于维护和扩展。提高扩展性当需要新增或修改订单状态时可以通过新增状态类而不影响现有代码逻辑符合开闭原则。
代码实现订单状态管理
Step 1: 定义状态接口
我们首先定义一个 OrderState 接口声明了订单状态下的所有可能的行为比如支付、发货、取消和完成
// 状态接口订单状态
public interface OrderState {void pay(OrderContext context);void ship(OrderContext context);void cancel(OrderContext context);void complete(OrderContext context);
}
Step 2: 实现具体的状态类
新订单状态NewOrderState
当订单处于新订单状态时可以进行支付或取消操作但不能发货或完成。
// 具体状态类新订单状态
public class NewOrderState implements OrderState {Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println(Order paid. Moving to Paid state.);context.setState(new PaidOrderState());}Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println(Cannot ship order. Order is not paid yet.);}Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println(Order cancelled.);context.setState(new CancelledOrderState());}Overridepublic void complete(OrderContext context) {System.out.println(Cannot complete order. Order is not paid yet.);}
}
已付款状态PaidOrderState
当订单处于已付款状态时可以发货但不能取消订单。
// 具体状态类已付款状态
public class PaidOrderState implements OrderState {Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println(Order is already paid.);}Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println(Order shipped. Moving to Shipped state.);context.setState(new ShippedOrderState());}Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println(Cannot cancel. Order is already paid.);}Overridepublic void complete(OrderContext context) {System.out.println(Cannot complete order. Order is not shipped yet.);}
}
已发货状态ShippedOrderState
当订单处于已发货状态时可以完成订单但不能再发货或取消订单。
// 具体状态类已发货状态
public class ShippedOrderState implements OrderState {Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println(Order is already paid and shipped.);}Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println(Order is already shipped.);}Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println(Cannot cancel. Order is already shipped.);}Overridepublic void complete(OrderContext context) {System.out.println(Order completed. Moving to Completed state.);context.setState(new CompletedOrderState());}
}
已完成状态CompletedOrderState
订单已经完成后所有操作都无法再进行。
// 具体状态类已完成状态
public class CompletedOrderState implements OrderState {Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println(Cannot pay. Order is already completed.);}Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println(Cannot ship. Order is already completed.);}Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println(Cannot cancel. Order is already completed.);}Overridepublic void complete(OrderContext context) {System.out.println(Order is already completed.);}
}
取消订单状态CancelledOrderState
订单被取消后所有操作都无法再进行。
// 具体状态类取消订单状态
public class CancelledOrderState implements OrderState {Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println(Cannot pay. Order is cancelled.);}Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println(Cannot ship. Order is cancelled.);}Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println(Order is already cancelled.);}Overridepublic void complete(OrderContext context) {System.out.println(Cannot complete. Order is cancelled.);}
}
Step 3: 创建上下文类
OrderContext 持有订单的当前状态并且通过调用当前状态的行为方法来执行操作。
// 上下文类订单上下文
public class OrderContext {private OrderState currentState;public OrderContext() {this.currentState new NewOrderState(); // 初始状态为新订单}public void setState(OrderState state) {this.currentState state;}public void pay() {currentState.pay(this);}public void ship() {currentState.ship(this);}public void cancel() {currentState.cancel(this);}public void complete() {currentState.complete(this);}
}
Step 4: 测试状态模式
public class OrderStatePatternDemo {public static void main(String[] args) {OrderContext order new OrderContext();// 订单状态新订单order.pay(); // 支付订单order.ship(); // 发货订单order.complete(); // 完成订单// 尝试取消已完成订单order.cancel(); // 无法取消已完成订单}
}
输出结果
Order paid. Moving to Paid state.
Order shipped. Moving to Shipped state.
Order completed. Moving to Completed state.
Cannot cancel. Order is already completed.
状态模式解决的问题
避免条件判断的复杂性 如果不使用状态模式代码中会充满大量的 if-else 或 switch-case 条件判断。状态模式将这些判断逻辑分散到各个状态类中避免了复杂的条件分支。 清晰的状态转换逻辑 状态模式将状态和行为封装在状态类中所有的状态转换逻辑都非常清晰。状态的变化和行为的变化是分开的彼此不干扰。 遵循开闭原则 新的状态和行为可以通过增加新的状态类实现而不需要修改已有的状态逻辑符合开闭原则便于扩展。
总结
状态模式 是一种强大的设计模式尤其适合在对象状态频繁变化、行为因状态不同而变化的场景中。在订单状态管理的案例中状态模式帮助我们将订单在不同状态下的行为封装起来使得代码更加灵活、清晰同时提高了代码的可扩展性。
通过状态模式开发者可以轻松应对复杂的状态转换逻辑并在不修改已有代码的前提下添加新的状态保证系统的灵活性和扩展性。
优点
遵循开闭原则 新增状态类时不需要修改现有的上下文类或状态类可以轻松扩展系统的状态和行为。 清晰的状态转换 将状态转换的逻辑封装在各自的状态类中使得状态之间的切换更加清晰且易于维护。 消除复杂的条件判断 通过状态模式消除了通过 if-else 或 switch-case 来判断状态的需要。每个状态的行为封装在独立的类中。
缺点
类的数量增加 每种状态都有一个对应的类可能导致类的数量急剧增加增加系统的复杂性。 状态切换逻辑可能复杂 如果系统中状态过多且状态间的转换规则复杂可能会增加状态管理的难度。
