# 状态模式

# 现实案例

我们需要实现一个糖果机；
糖果机有很多不同的工作状态：
- 在 “没有 25 分钱的状态” 下，放进 25 分钱的硬币，就会进入 “有 25 分钱的状态”；
- 在处于 “有 25 分钱的状态” 下，转动曲柄可以改变到 “售出糖果状态”；
- 或者退回硬币回到 “没有 25 分钱状态”；
- 糖果售出后依旧回到 “没有 25 分钱状态”；
- 但如果剩余糖果数目为 0，那么就进入到 “糖果售罄” 状态。并且退回 25 分钱硬币同时进入 “没有 25 分钱状态”；

# 实现上面的设计

先列出所有的状态：
- 没有 25 分钱；
- 有 25 分钱；
- 售出糖果；
- 糖果售罄；
然后创建一堆常量来代表各个状态，并且定义一个实例变量来保存当前的状态；

从状态图中可以看出，系统中会出现如下几个操作：
- 投入 25 分钱；
- 返回 25 分钱；
- 转动曲柄；
- 发放糖果；
这些是糖果机需要实现的接口；
我们创建一个糖果机类，然后每个动作对应一个方法；
在方法中用条件语句来决定在每个状态内，什么行为是恰当的；

展开查阅代码

 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;

    //存储糖果数量
    public GumballMachine(int count) {
        this.count = count;
        if (count > 0) {
            state = NO_QUARTER;
        }
    }

    //当有25分钱投入，就会执行这个方法
    public void insertQuarter() {
        if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("如果已投入过25分钱，我们就告诉顾客不要再投");
        } else if (state == NO_QUARTER) {
            state = HAS_QUARTER;
            System.out.println("如果是在“没有25分钱”的状态下，你应该投25分钱");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("如果糖果已经售罄，我们就拒绝收钱");
        } else if (state == SOLD) {
            System.out.println("如果顾客刚才买了糖果，就需要稍等一些，好让状态转换完毕，恢复到“没有25分钱”的状态");
        }
    }

    //先在，如果顾客试着退回25分钱就执行这个方法
    public void ejectQuarter() {
        if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("如果有25分钱，我们就把钱退出来，回到“没有25分钱”的状态");
            state = NO_QUARTER;
        } else if (state == NO_QUARTER) {
            System.out.println("如果没有25分钱的话，当然不能退出25分钱");
        } else if (state == SOLD) {
            System.out.println("顾客已经转动曲柄就不能再退钱了，他已经拿到糖果了");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("如果糖果售罄，就不能接受25分钱，当然也不可能退钱");
        }
    }

    //顾客试着转动曲柄
    public void turnCrank() {
        if (state == SOLD) {
            System.out.println("别想骗过机器拿两次糖果");
        } else if (state == NO_QUARTER) {
            System.out.println("我们需要先投入25分钱");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("我们不能给糖果，已经没有任何糖果了");
        } else if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("成功，他们拿到糖果了，" + "改变状态到“售出糖果”然后条用机器的dispense()方法");
            state = SOLD;
            dispense();
        }
    }

    //调用此方法，发放糖果
    public void dispense() {
        if (state == SOLD) {
            System.out.println("我们正在”出售糖果“状态，给他们糖果");
            count = count - 1;
            /* 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 */
            if (count == 0) {
                System.out.println();
                state = SOLD_OUT;
            } else {
                state = NO_QUARTER;
            }
        } else if (state == NO_QUARTER) {
            System.out.println("这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示");
        } else if (state == SOLD_OUT) {
            System.out.println("这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示");
        } else if (state == HAS_QUARTER) {
            System.out.println("这些都不应该发生，但是如果做了，就得到错误提示");
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.valueOf(this.count);
    }
}

# 上面 👆 代码实现的缺点

如果我想加一个新功能：顾客转动曲柄的时候有 10% 的几率掉出来两个糖果；
那么上面的代码就要添加一堆新的 if/else 条件判断。毫无疑问，这会让代码越来越复杂，也很难维护；
这份代码没有遵守 “开放-关闭原则”；
这个设计不符合面向对象；
我们没有把会变化的那部分抽离出来；
扩展时会很容易出现 BUG；

# 状态模式

状态模式：允许对象在内部状态改变时，改变它的行为；
状态模式将状态封装成独立的类，类中定义了各自的行为；
客户想要执行某些行为时，把动作委托给当前客户所处的状态的实例对象；
状态实例的对应行为就会被调用；

# 状态模式的实现

我们首先定义出一个 State 接口，它是所有具体状态类的共同接口；
之后去实现一堆具体状态，每个状态各自定义了属于自己的行为（接口中方法的实现）；
之后我们有一个客户，它会内部用一个变量维护当前自身的状态。并且拥有一个方法改变当前状态；
当客户调用一个 State 接口中定义的行为时，当前保存的状态实例的对应行为就会被调用；

# 用状态模式改写糖果机

现在让我们用状态模式来改写糖果机：

首选定义 State 接口：

public interface State {
  public void insertQuater();
  public void ejectQuater();
  public void turnCrank();
  public void dispense();
}

下面分别去实现各个状态类；
- 注意状态类中需要有一个糖果机的实例引用；
- 为了使用糖果机实例的 setState 方法改变糖果机的当前状态；
这里只展示一种状态的写法；

下面是糖果机类的实现；
里面需要一堆实例属性去保存状态实例；

为了实现转动曲柄时有 10% 几率得到两个糖果；
那么我们就要改变 HasQuarterState 有 25 分钱状态类中的 turnCrank 方法；
让曲柄转动时，进行随机数测试，来决定是否顾客中奖了；

与此同时，我们还要添加一个 WinnerState 类，来表示中奖状态；

# 状态模式 vs 策略模式

状态模式和策略模式的很相近，都是通过组合的形式，把具体的行为委托给其他的一组类；
但是两个模式的区别在于它们的 “意图”；
- 状态模式：把一堆行为封装到状态对象中，状态对象会自己根据情况改变客户对象中保存的状态。但是客户对此浑然不知，一切都是自动的；
- 策略模式：客户主动指定，当前的行为委托给哪个策略对象执行；
一般而言，我们把策略模式当成除了继承之外，另一种弹性的获得行为的方案。我们通过组合不同的对象，来让一个对象获取其他对象的行为；
而状态模式，一般是很多 if/else 条件判断的替代方案。不同状态下，客户有不同的行为，通过创建状态对象，我们把行为委托给状态对象；