《Head First 设计模式》第十章-状态模式状态模式

川长思鸟来 2022-01-14 03:23 245阅读 0赞

# 状态模式 #

[策略模式][Link 1]和状态模式是双胞胎，在出生时才分开。你已经知道，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。

### 定义状态模式 ###

先看看定义：**状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类**

例题

自动糖果售卖机，糖果机的控制器需要的工作流程如下图

![糖果机工作流程图][format_png]

从上面的状态图中可以找到所有的状态：

![所有状态][format_png 1]

我们可以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：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 </td> 
 <td> <code>//每个状态用不同的值表示</code> <code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>SOLD_OUT=</code><code>0</code><code>;</code><code>//售罄</code> <code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>NO_QUARTER=</code><code>1</code><code>;</code><code>//没有投币</code> <code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>HAS_QUARTER=</code><code>2</code><code>;</code><code>//已投币</code> <code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>SOLD=</code><code>3</code><code>;</code><code>//售出糖果</code> <code>//实例变量持有当前状态，只要改变变量值状态也会随之改变</code> <code>int</code> <code>state =SOLD_OUT;</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

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”  
这些动作是糖果机的接口，这是你能对糖果机做的事情，  
调用任何一个动作都会造成状态的转换，  
发放糖果更多是糖果机的内部动作，机器自己调用自己。

我们创建一个类，它的作用就像是一个状态机，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：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(state==HAS_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//每个状态对应的行为</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>......</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==SOLD_OUT){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>......</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state ==SOLD){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>......</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==NO_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=HAS_QUARTER;</code><code>//状态转换</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>......</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

初步代码

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 </td> 
 <td> <code>class</code> <code>GumballMachine{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>SOLD_OUT=</code><code>0</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>NO_QUARTER=</code><code>1</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>HAS_QUARTER=</code><code>2</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>final</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>SOLD=</code><code>3</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>int</code> <code>state =SOLD_OUT;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>int</code> <code>count =</code><code>0</code><code>;</code><code>//存储糖果数量</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp; <code>GumballMachine(</code><code>int</code> <code>count){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.count=count;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(count&gt;</code><code>0</code><code>){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=NO_QUARTER;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//当有25分钱投入，就会执行这个方法</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(state==HAS_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果已投入过25分钱，我们就告诉顾客"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==NO_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=HAS_QUARTER;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果是在“没有25分钱”的状态下，我们就接收25分钱，"</code> <code>+</code><code>"并将状态转换到“有25分钱”的状态"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state ==SOLD_OUT){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果糖果已经售罄，我们就拒绝收钱"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==SOLD){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果顾客刚才买了糖果，就需要稍等一下，好让状态转换完毕。"</code> <code>+</code><code>"恢复到“没有25分钱”的状态"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=NO_QUARTER;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//如果顾客试着退回25分钱就执行这个方法</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(state==HAS_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果有25分钱，我们就把钱退出来，回到“没有25分钱”的状态"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=NO_QUARTER;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==NO_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果没有25分钱的话，当然不能退出25分钱"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state ==SOLD){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"顾客已经转动曲柄就不能再退钱了，他已经拿到糖果了"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==SOLD_OUT){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"如果糖果售罄，就不能接受25分钱，当然也不可能退钱"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//顾客试着转动曲柄</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(state==SOLD){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"别想骗过机器拿两次糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==NO_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"我们需要先投入25分钱"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state ==SOLD_OUT){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"我们不能给糖果，已经没有任何糖果了"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==HAS_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"成功，他们拿到糖果了，"</code> <code>+</code><code>"改变状态到“售出糖果”然后调用机器的disoense()方法"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=SOLD;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>dispense();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//调用此方法，发放糖果</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(state==SOLD){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"我们正在“出售糖果”状态，给他们糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>count=count-</code><code>1</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>/*</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>我们在这里处理“糖果售罄”的情况，如果这是最后一个糖果，将机器的状态设置到“糖果售罄”否则就回到“没有25分钱”的状态</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>*/</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(count==</code><code>0</code><code>){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=SOLD_OUT;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>state=NO_QUARTER;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==SOLD_OUT){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state ==HAS_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>else</code> <code>if</code><code>(state==NO_QUARTER){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

尽管程序完美运行，但还是躲不掉需求变更的命运

现在糖果公司要求：当曲柄被转动时，有10%的几率掉下来的是两个糖果。（氪金扭蛋）

再回看一下我们的初步代码，想要实现新的需求将会变得非常麻烦：

*  必须新增一个中奖的“赢家”状态。
 *  必须在每一个方法添加新的判断条件来处理“赢家”状态。
 *  转动把手的方法中还需要检查目前状态是否是“赢家”再决定切换到“赢家”状态行为还是正常出售行为。

在现有代码基础上做增加将会很麻烦，也不利与以后的维护，扩展性差。

回顾一下第一章的[策略模式][Link 1]中的设计原则：

> 找出应用中可能需要变化之处，把他们独立出来

将状态独立出来，封装成一个类，都实现State接口，类图如下：

![项目类图][format_png 2]

新的设计想法如下：

1.  首先，我们定义一个`State`接口，在这个接口内，糖果机的每个动作都有一个对应的方法
2.  然后为机器的每个状态实现状态类，这些类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

### 代码 ###

定义一个State接口

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>interface</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter();</code><code>//投币</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter();</code><code>//退币</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank();</code><code>//转动出货把手</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense();</code><code>//出售</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

为机器的每个状态实现状态类：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 </td> 
 <td> <code>//未投币状态</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>NoQuarterState&nbsp;</code><code>implements</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GumballMachine gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.gumballMachine=gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"你投入一枚硬币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());</code><code>//状态转换为已投币状态</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"你未投币，无法退钱"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"未投币，请先投币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"请先投币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> &nbsp; <code>//已投币状态</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>HasQuarterState&nbsp;</code><code>implements</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Random randomWinner=</code><code>new</code> <code>Random(System.currentTimeMillis());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GumballMachine gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.gumballMachine=gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"已投币，无法再接收投币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"已退币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"已转动把手，糖果出售中。。。。"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>int</code> <code>winner=randomWinner.nextInt(</code><code>10</code><code>);</code><code>//随机数生成，用以标记“赢家”状态</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>((winner==</code><code>0</code><code>)&amp;&amp;(gumballMachine.getCount()&gt;</code><code>1</code><code>))</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getWinnerState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"机器中已经没有糖果可以出售了！"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> &nbsp; <code>//出售状态</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>SoldState&nbsp;</code><code>implements</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GumballMachine gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>SoldState(GumballMachine gumballMachine) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.gumballMachine=gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"请等候，正在初始化机器中"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"抱歉，您已转动把手获得了糖果,无法退币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"您重复转动把手，无法再获取更多糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.releaseBall();</code><code>//出货，糖果-1</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(gumballMachine.getCount()&gt;</code><code>0</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code> <code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"糖果已售完"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> &nbsp; <code>//售罄状态</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>SoldOutState&nbsp;</code><code>implements</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GumballMachine gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>SoldOutState(GumballMachine gumballMachine) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.gumballMachine=gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"此机器的糖果已售完，不接收投币"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"未投币，退币失败"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"糖果已售完，转动把手也不会有糖果出来的"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"机器中已无糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> &nbsp; <code>//赢家状态</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>WinnerState&nbsp;</code><code>implements</code> <code>State { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GumballMachine gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>WinnerState(GumballMachine gumballMachine) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.gumballMachine=gumballMachine;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>insertQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"请等候，正在初始化机器中"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>ejectQuarter() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"抱歉，您已转动把手获得了糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>turnCrank() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"您重复转动把手，无法再获取更多糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>dispense() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"恭喜你成为幸运儿，你将额外获得一个免费糖果"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.releaseBall();</code><code>//出货，糖果-1</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(gumballMachine.getCount()==</code><code>0</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code> <code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.releaseBall();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(gumballMachine.getCount()&gt;</code><code>0</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code> <code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(</code><code>"糖果已售完"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

糖果机类：

以上就是用状态模式实现的，仔细观察你会发现状态模式其实和策略模式很像，来看看状态模式的类图：

![状态模式类图][format_png 3]

状态模式的类图其实和策略模式完全一样！

### 状态模式与[策略模式][Link 1] ###

这两个模式的差别在于它们的“意图”

*  以状态模式而言，我们将一群行为封装在状态对象中，context的行为随时可委托到那些状态对象中的一个，随着时间而流逝，当前状态在状态对象集合中游走改变，以反映出context内部的状态，因此，context的行为也会跟着改变，但是context的客户对于状态对象了解不多，甚至根本是浑然不觉。
 *  以策略模式而言，客户通常主动指定Context所要组合的策略对象时哪一个。现在，固然策略模式让我们具有弹性，能够在运行时改变策略，但对于某个context对象来说，通常都只有一个最适当的策略对象。
 *  一般的，我们把策略模式想成是除了继承之外的一种弹性替代方案，如果你使用继承定义了一个类的行为，你将被这个行为困住，是指要修改它都很难，有了策略模式，你可以通过组合不同的对象来改变行为。
 *  我们把状态模式想成是不用在context中放置许多条件判断的替代方案，通过将行为包装进状态对象中，你可以通过在context内简单地改变状态对象来改变context的行为。

**模式区分**

**状态模式**：封装基于状态的行为，并将行为委托到当前状态

**策略模式**：将可以互换的行为封装起来。然后使用委托的方法，觉得使用哪一个行为

**模板方法模式**：由子类决定如何实现算法中的某些步骤

**要点**

（1）状态模式允许一个对象基于内部状态而拥有不同的行为。

（2）和程序状态机（PSM）不同，状态模式用类来表示状态。

（3）Context会将行为委托给当前状态对象。

（4）通过将每一个状态封装进一个类，我们把以后需要做的任何改变局部化了。

（5）状态模式和策略模式有相同的类图，但是他们的意图不同。

（6）策略模式通常会用行为或算法配置Context类。

（7）状态模式允许Context随着状态的改变而改变行为。

（8）状态转换可以有State类或Context类控制。

（9）使用状态模式通常会导致设计中类的数目大量增加。

（10）状态栏可以被多个Context实例共享。

[Link 1]: https://www.nowcoder.com/profile/503309565/note/detail/349863?noteType=3
[format_png]: /images/20220113/489ef443860544be99d7f73dbf619fc0.png
[format_png 1]: /images/20220113/c8e9cb28798d4b8497e44c2aac6e5f59.png
[format_png 2]: /images/20220113/7a060283611d4c6b9f0368798b6c410b.png
[format_png 3]: /images/20220113/8db777df45ba45cd96506f3a581b50ab.png