Java设计模式之状态（State）模式

**Java 设计模式之状态(State)模式**

在软件开发中，状态模式是一种常见的设计模式，它用于管理一个对象的内部状态，并根据该状态来决定其行为。这种模式特别适合于那些需要处理多种不同状态的情况。

**问题背景**

假设我们正在开发一个自动售货机系统。在这个系统中，我们有多种类型的商品，每种商品都有不同的价格和折扣政策。我们希望能够根据用户选择的商品来改变售货机的行为，例如显示商品信息、计算总价等。

**状态模式解决方案**

在这种情况下，我们可以使用状态模式来管理自动售货机的内部状态，并根据该状态来决定其行为。具体来说，我们可以定义一个抽象类 `State` 来表示不同状态之间的共性，然后创建多个具体子类来实现每种状态下的行为。

**代码示例**

java// 状态接口public interface State {
 void showInfo();
 double calculatePrice(int count);
}

// 具体状态类：无商品状态class NoGoodsState implements State {
 @Override public void showInfo() {
 System.out.println("当前没有商品");
 }

 @Override public double calculatePrice(int count) {
 return0;
 }
}

// 具体状态类：有商品状态class HasGoodsState implements State {
 private int price;

 public HasGoodsState(int price) {
 this.price = price;
 }

 @Override public void showInfo() {
 System.out.println("当前有商品，价格为：" + price);
 }

 @Override public double calculatePrice(int count) {
 return price * count;
 }
}

// 自动售货机类public class VendingMachine {
 private State state;

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

 public void showInfo() {
 state.showInfo();
 }

 public double calculatePrice(int count) {
 return state.calculatePrice(count);
 }
}

// 测试类public class Test {
 public static void main(String[] args) {
 VendingMachine vendingMachine = new VendingMachine();

 // 无商品状态 vendingMachine.setState(new NoGoodsState());
 vendingMachine.showInfo(); // 输出：当前没有商品 System.out.println(vendingMachine.calculatePrice(1)); // 输出：0 // 有商品状态 vendingMachine.setState(new HasGoodsState(10));
 vendingMachine.showInfo(); // 输出：当前有商品，价格为：10 System.out.println(vendingMachine.calculatePrice(2)); // 输出：20.0 }
}

在这个例子中，我们定义了一个 `State` 接口来表示不同状态之间的共性，然后创建了两个具体子类 `NoGoodsState` 和 `HasGoodsState` 来实现每种状态下的行为。我们还定义了一个 `VendingMachine` 类来管理自动售货机的内部状态，并根据该状态来决定其行为。

**优点**

1. **解耦**:状态模式可以帮助我们解耦对象的行为和状态，从而使得代码更加模块化和易维护。
2. **扩展性**:状态模式可以方便地添加新的状态和行为，提高系统的灵活性和可扩展性。

**缺点**

1. **复杂度**:状态模式可能会增加系统的复杂度，因为需要定义多个状态类和行为方法。
2. **性能**:状态模式可能会影响系统的性能，因为需要在每种状态下执行不同的行为。

**总结**

状态模式是一种常见的设计模式，用于管理一个对象的内部状态，并根据该状态来决定其行为。这种模式特别适合于那些需要处理多种不同状态的情况。在这个例子中，我们使用状态模式来实现自动售货机系统的功能，展示了如何使用状态模式来解耦对象的行为和状态，从而提高系统的灵活性和可扩展性。