本系列文章同步分享於IT邦幫忙第12屆鐵人賽
Design Pattern 系列文章導讀
Design Pattern可以說是開發上大家都會遇到的一個課題，
這系列文會從Design Principles、各種design pattern到最後的Anti-Patterns & Code Smells介紹下去，讓我們可以更了解各種pattern的使用時機與場合。
預計目標主題如下，若有哪部分不熟的章節可以直接點進去看
註：可以利用Online Java Compiler IDE
註：可以利用Online Java Compiler IDE
-
定義
有狀態的物件，把複雜的邏輯判斷分配到不同的狀態物件中，允許狀態物件在其內部狀態發生改變時改變行為。
比如說，人在開心的時候會開懷大笑，在傷心的時候會哭泣，在生氣的時候會想打人…等等，根據不同的狀態，會有不同的行為。而在系統中，通常這個行為會用if-else去做判斷，對應不同的情況去做對應的處理。但如果物件的狀態很多，程式碼會變得很複雜，而且當要新增狀態時，要更改if-else的邏輯，這樣就違背了開閉原則，不利於擴充。
而狀態模式的解決方式就是，控制一個物件狀態的條件過於複雜時，把相關判斷娜及取出，放到一系列的狀態類別中，就可以簡化原本複雜的邏輯。
-
State Pattern 成員
| 成員 | 功用 |
|---|---|
| Context（環境） | 定義Client的接口，維護目前的狀態，並將狀態的操作委託給目前狀態物件來處理。 |
| State（狀態） | 定義一個接口，用來封裝Context中特定狀態所對應的行為。 |
| ConcreteState（實體狀態） | 實現State所定義的方法。 |
-
State Pattern 實作
可以試想，今天到銀行要辦一張信用卡，申辦的步驟非常的煩瑣如下：
填寫資料後
1. 業務審核：資料是否完整。
2. 行員審核：查看帳戶及信用卡費是否有按時繳交。
3. 信用卡部審核：調閱聯徵紀錄查詢分數。
以上是簡略的步驟，分成ＡＢＣ三階段。接著就來實作申請信用卡時的步驟。
首先先將抽象狀態以及實體狀態建立起來，在每個不同的狀態中，會有不同的邏輯實作。
//抽象狀態
abstract class State {
public abstract boolean Handle(Context context, boolean status);
}
//實體狀態Ａ：業務審核
class ConcreteStateA extends State {
public boolean Handle(Context context, boolean status) {
if (status){
System.out.println("資料填寫完整，業務審核通過，準備進入行員審核。");
context.setState(new ConcreteStateB());
} else {
System.out.println("業務審核中。");
}
return false;
}
}
//實體狀態Ｂ：行員審核
class ConcreteStateB extends State {
public boolean Handle(Context context, boolean status) {
if (status){
System.out.println("行員審核通過，準備進入信用卡部審核。");
context.setState(new ConcreteStateC());
} else {
System.out.println("行員審核中。");
}
return false;
}
}
//實體狀態Ｃ：信用卡部審核
class ConcreteStateC extends State {
public boolean Handle(Context context, boolean status) {
if (status){
System.out.println("信用卡部審核通過，寄送信用卡。");
return true;
} else {
System.out.println("信用卡部審核中。");
return false;
}
}
}
接著建立Context環境類，要在內部定義初始狀態，這個範例的初始狀態是業務審核ConcreteStateA。
//環境類
class Context {
private State state;
// 定義環境類的初始狀態
public Context() {
this.state = new ConcreteStateA();
}
//設定狀態
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
//讀取狀態
public State getState() {
return(state);
}
//處理請求
public boolean Handle(boolean status) {
return state.Handle(this, status);
}
}
最後在Client來使用看看
import java.util.*;
public class StatePatternClient{
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(); //建立環境
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean end = false;
System.out.println("申請已送出，請等待審核結果。");
while (!end){
System.out.println("請輸入選項（1：審核通過；2：繼續審核；3：結束程式）：");
int num = scanner.nextInt();
if (num == 1){
end = context.Handle(true); //處理請求
} else if (num == 2){
end = context.Handle(false); //處理請求
} else if (num == 3){
end = true;
} else {
System.out.println("請輸入正確指令" );
}
}
}
}
-
小結
State Pattern的目標
有狀態的物件，把複雜的邏輯判斷分配到不同的狀態物件中，允許狀態物件在其內部狀態發生改變時改變行為。
State Pattern的成員
Context：定義Client的接口，維護目前的狀態，並將狀態的操作委託給目前狀態物件來處理。
State：定義一個接口，用來封裝Context中特定狀態所對應的行為。
ConcreteState：實現State所定義的方法。
State Pattern的優缺點
優點
1. 減少物件之間的依賴性。
2. 利於系統的擴中。
3. 定義新的子類別可以很容易的新增新狀態。
缺點
1. 增加系統的類別及物件的個數。
2. 結構與實作都相對複雜。
State Pattern的使用時機
1. 物件的行為取決於他的狀態，並必須要執行時根據狀態改變他的行為時。
2. 一個操作具有龐大的分支結構，且這些分支決定物件的狀態時。
-
範例程式碼
範例：State Pattern 實作
-
References
- 状态模式（详解版）