让我们通过一个生活中的例子来深入理解状态模式：咖啡机的工作流程。想象一下，一个咖啡机有几种状态：无币状态、有币状态、制作咖啡状态和咖啡制作完成·状态。用户在每个状态下与咖啡机的互动都是不同的。
状态模式在咖啡机中的应用
- 无币状态：用户可以投币，咖啡机随后进入有币状态。
- 有币状态：用户可以选择退币，回到无币状态，或者按下制作按钮，咖啡机进入制作咖啡状态。
- 制作咖啡状态：咖啡机开始制作咖啡，完成后进入咖啡制作完成状态。
- 咖啡制作完成状态：用户取走咖啡，咖啡机回到无币状态。
示例代码
首先，定义咖啡机的状态接口：
interface CoffeeMachineState {void insertCoin();void pressButton();void takeCoffee();void refundCoin();
}
然后，实现各个状态：
// 无币状态
class NoCoinState implements CoffeeMachineState {private CoffeeMachine machine;public NoCoinState(CoffeeMachine machine) {this.machine = machine;}public void insertCoin() {System.out.println("投币成功");machine.setState(machine.getHasCoinState());}public void pressButton() {System.out.println("请先投币");}public void takeCoffee() {System.out.println("请先投币");}public void refundCoin() {System.out.println("您还没有投币");}
}// 有币状态
class HasCoinState implements CoffeeMachineState {private CoffeeMachine machine;public HasCoinState(CoffeeMachine machine) {this.machine = machine;}public void insertCoin() {System.out.println("您已经投过币了");}public void pressButton() {System.out.println("咖啡制作中");machine.setState(machine.getCoffeeMakingState());}public void takeCoffee() {System.out.println("咖啡还未制作完成");}public void refundCoin() {System.out.println("退币成功");machine.setState(machine.getNoCoinState());}
}// 添加制作咖啡状态和咖啡制作完成状态代码...
接下来，实现咖啡机上下文：
class CoffeeMachine {private CoffeeMachineState noCoinState;private CoffeeMachineState hasCoinState;private CoffeeMachineState coffeeMakingState;private CoffeeMachineState coffeeReadyState;private CoffeeMachineState currentState;public CoffeeMachine() {noCoinState = new NoCoinState(this);hasCoinState = new HasCoinState(this);coffeeMakingState = new CoffeeMakingState(this);coffeeReadyState = new CoffeeReadyState(this);currentState = noCoinState; // 初始状态为无币状态}public void setState(CoffeeMachineState state) {this.currentState = state;}public void insertCoin() {currentState.insertCoin();}public void pressButton() {currentState.pressButton();}public void takeCoffee() {currentState.takeCoffee();}public void refundCoin() {currentState.refundCoin();}// 省略getter方法...
}
通过上述代码，我们可以看到状态模式如何在咖啡机中被应用。状态模式使得咖啡机的状态转换逻辑变得清晰，每个状态的行为封装在各自的类中，易于理解和扩展。
总结
状态模式通过将状态的变化逻辑分散到不同的状态对象中，而非集中在一个大的条件语句里，使得代码更加模块化，易于理解和维护。这种模式非常适用于对象的行为依赖于其状态的场景，如咖啡机示例所示，它帮助我们清晰地模拟和管理了咖啡机在不同状态下的行为。
