1、APP 抽奖活动问题
请编写程序完成 APP 抽奖活动，具体要求如下：
1）假如没参加一次这个活动要扣除用户 50 积分，中奖概率是 10%
2）奖品数量固定，抽完就不能抽奖
3）活动有四个状态：可以抽奖、不能抽奖、发放奖品和奖品领完
4）活动的四个状态转换关系图
2、状态模式
2.1 基本介绍
1）状态模式（State Pattern）：他主要用来解决对象在多种状态转换时，需要对外输出不同的行为的问题。状态和行为是一一对应的，状态之间可以相互转换。
2）当一个对象的内在状态改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。
2.2 原理类图
说明（角色和职责）：
1）Context 类为环境角色，用于维护 State 实例，这个实例定义当前状态
2）State 是抽象状态角色，定义一个接口封装与 Context 的一个特定接口相关行为
3）ConcreteState 具体的状态角色，每个子类实现一个与 Context 的一个状态相关行为
2.3 应用实例
1）要求
完成 APP 抽奖活动项目，使用状态模式
2）思路分析和图解（类图）
- 定义出一个接口叫状态接口，每个状态都实现它
- 接口有扣除积分的方法、抽奖方法、发放奖品方法
3）代码实现
State 状态抽象类
package com.wenze.design.state;
/**
* 状态抽象类
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 10:32:09
* @since 1.0
*/
public abstract class State {
// 扣除积分 - 50 分
public abstract void deductMoney();
// 是否抽中奖品
public abstract boolean raffle();
// 发放奖品
public abstract void dispensePrize();
}
RaffleActivity 抽奖的活动类
package com.wenze.design.state;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
/**
* 抽奖的活动类
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 10:34:38
* @since 1.0
*/
@Getter
@Setter
public class RaffleActivity {
// 表示活动当前的状态，是变化的
private State state = null;
// 奖品数量
private Integer count = 0;
// 四个属性，表示四种状态
private State noRaffleState = new NoRaffleState(this);
private State canRaffleState = new CanRaffleState(this);
private State dispenseState = new DispenseState(this);
private State dispenseOutState = new DispenseOutState(this);
public RaffleActivity(final Integer count) {
this.state = getNoRaffleState();
this.count = count;
}
// 扣分，调用当前状态的 deductMoney public void deductMoney() {
state.deductMoney();
}
// 抽奖
public void raffle() {
if (state.raffle()) {
// 如果中奖，领取奖品
state.dispensePrize();
}
}
public Integer getCount() {
int curCount = count;
count--;
return curCount;
}
}
NoRaffleState 不能抽奖的状态
package com.wenze.design.state;
import lombok.AllArgsConstructor;
/**
* 不能抽奖的状态
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 10:33:53
* @since 1.0
*/
@AllArgsConstructor
public class NoRaffleState extends State {
// 初始化时传入活动引用，扣除积分后改变其状态
private RaffleActivity activity;
// 当前状态可以扣积分，扣除后，将状态设置成可以抽奖状态
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("扣除 50 积分成功，您可以抽奖了");
activity.setState(activity.getCanRaffleState());
}
// 当前状态不能抽奖
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("扣了积分才可以抽奖哦");
return false;
}
// 当前状态不能发奖品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("不能发放奖品");
}
}
CanRaffleState 可以抽奖的状态
package com.wenze.design.state;
import lombok.AllArgsConstructor;
import java.util.Random;
/**
* 可以抽奖的状态
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 10:42:58
* @since 1.0
*/
@AllArgsConstructor
public class CanRaffleState extends State {
private RaffleActivity activity;
// 已经扣除过积分，不能再扣
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("已经扣除过积分");
}
// 可以抽奖，抽完奖后，根据实际情况，改成新的状态
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("正在抽奖，请稍等");
final Random random = new Random();
final int number = random.nextInt(10);
// 10%的中奖几率
if (number == 0) {
// 改变活动状态为发放奖品
activity.setState(activity.getDispenseState());
return true;
}
System.out.println("很遗憾没有抽中奖品");
// 改变状态为不能抽奖
activity.setState(activity.getNoRaffleState());
return false;
}
// 不能发放奖品
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("不能发放奖品");
}
}
DispenseState 发放奖品的状态
package com.wenze.design.state;
import lombok.AllArgsConstructor;
/**
* 发放奖品的状态
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 10:50:12
* @since 1.0
*/
@AllArgsConstructor
public class DispenseState extends State {
// 初始化时传入活动引用，发放奖品后改变其状态
private RaffleActivity activity;
// 发放奖品
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("不能扣除积分");
}
// 发放奖品
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("不能抽奖");
return false;
}
// 发放奖品
@Override
public void dispensePrize() {
if (activity.getCount() > 0) {
System.out.println("恭喜中奖了");
// 改变状态为不能抽奖
activity.setState(activity.getNoRaffleState());
} else {
System.out.println("很遗憾，奖品发送完了");
// 改变状态为奖品发送完毕，后面我们就不可以抽奖
activity.setState(activity.getDispenseOutState());
// System.out.println("抽奖活动结束了");
// System.exit(0);
}
}
}
DispenseOutState 奖品发放完的状态
package com.wenze.design.state;
import lombok.AllArgsConstructor;
/**
* 奖品发放完毕的状态
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:00:23
* @since 1.0
*/
@AllArgsConstructor
public class DispenseOutState extends State {
private RaffleActivity activity;
@Override
public void deductMoney() {
System.out.println("奖品发放完毕，请下次再参加");
}
@Override
public boolean raffle() {
System.out.println("奖品发放完毕，请下次再参加");
return false;
}
@Override
public void dispensePrize() {
System.out.println("奖品发放完毕，请下次再参加");
}
}
Client 客户端
package com.wenze.design.state;
/**
* 客户端
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:06:00
* @since 1.0
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建抽奖活动，奖品数量为 1 个
RaffleActivity raffleActivity = new RaffleActivity(1);
// 我们连续抽 30 次奖
for (int i = 0; i < 30; i++) {
System.out.println("-------第 " + (i + 1) + " 次抽奖--------");
// 参加抽奖，第一步点击扣除积分
raffleActivity.deductMoney();
// 第二步抽奖
raffleActivity.raffle();
}
}
}
3、状态模式在实际项目-借贷平台的源码剖析
1）借贷平台的订单，有审核-发布-抢单等等步骤，随着操作的不同，会改变订单的状态，项目中的这个模块实现就会使用到状态模式
2）通常通过 if/else 判断订单的状态，从而实现不同的逻辑，伪代码如下：
if (审核) {
// 审核逻辑
} else if (发布) {
// 发布逻辑
} else if (接单) {
// 接单逻辑
}
问题分析：
这类代码难以应对变化，在添加一种状态时，我们需要手动添加 if/else，在添加一种功能时，要对所有的状态进行判断。因此代码会变得越来越臃肿，并且一旦没有处理某个状态，变回发生极其严重的 bug，难以维护
3）使用状态模式完成借贷平台的项目的审核模块【设计+代码】
流程图：
类图：
代码：
State 状态接口
package com.wenze.design.state.money;
/**
* 状态接口
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:44:20
* @since 1.0
*/
public interface State {
/**
* 电审
*/
void checkEvent(Context context);
/**
* 电审失败
*/
void checkFailEvent(Context context);
/**
* 定价发布
*/
void makePriceEvent(Context context);
/**
* 接单
*/
void acceptOrderEvent(Context context);
/**
* 无人接单失败
*/
void notPeopleAcceptEvent(Context context);
/**
* 付款
*/
void payOrderEvent(Context context);
/**
* 接单有人支付失败
*/
void orderFailureEvent(Context context);
/**
* 反馈
*/
void feedBackEvent(Context context);
String getCurrentState();
}
StateEnum 状态类型枚举
package com.wenze.design.state.money;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
/**
* 状态枚举
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:50:16
* @since 1.0
*/
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum StateEnum {
FEED_BACKED("FEED_BACK"),
GENERATE("GENERATE"),
NOT_PAY("NOT_PAY"),
PAID("PAID"),
PUBLISHED("PUBLISHED"),
REVIEW("REVIEW"),
; private final String value;
}
AbstractState 状态抽象类
package com.wenze.design.state.money;
/**
* 状态接口抽象类
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:47:30
* @since 1.0
*/
public abstract class AbstractState implements State {
protected static final RuntimeException EXCEPTION = new RuntimeException("操作流程不允许");
/**
* 电审
*/
@Override
public void checkEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 电审失败
*/
@Override
public void checkFailEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 定价发布
*/
@Override
public void makePriceEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 接单
*/
@Override
public void acceptOrderEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 无人接单失败
*/
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 付款
*/
@Override
public void payOrderEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 接单有人支付失败
*/
@Override
public void orderFailureEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
/**
* 反馈
*/
@Override
public void feedBackEvent(final Context context) {
throw EXCEPTION;
}
@Override
public abstract String getCurrentState();
}
AllState 所有状态类
package com.wenze.design.state.money;
/**
* 所有的状态类
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:50:25
* @since 1.0
*/
class FeedBackState extends AbstractState {
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.FEED_BACKED.getValue();
}
}
class GenerateState extends AbstractState {
@Override
public void checkEvent(final Context context) {
context.setState(new ReviewState());
}
@Override
public void checkFailEvent(final Context context) {
context.setState(new FeedBackState());
}
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.GENERATE.getValue();
}
}
class NotPayState extends AbstractState {
@Override
public void payOrderEvent(final Context context) {
context.setState(new PaidState());
}
@Override
public void feedBackEvent(final Context context) {
context.setState(new FeedBackState());
}
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.NOT_PAY.getValue();
}
}
class PaidState extends AbstractState {
@Override
public void feedBackEvent(final Context context) {
context.setState(new FeedBackState());
}
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.PAID.getValue();
}
}
class PublishState extends AbstractState {
@Override
public void acceptOrderEvent(final Context context) {
// 将当前状态设置为【未付款】
// 至于变成哪个状态，由流程图来决定
context.setState(new NotPayState());
}
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(final Context context) {
context.setState(new FeedBackState());
}
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.PUBLISHED.getValue();
}
}
class ReviewState extends AbstractState {
@Override
public void makePriceEvent(final Context context) {
context.setState(new PublishState());
}
@Override
public String getCurrentState() {
return StateEnum.REVIEW.getValue();
}
}
Context 上下文
package com.wenze.design.state.money;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
/**
* 环境上下文
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 11:44:47
* @since 1.0
*/
@Setter
@Getter
public class Context extends AbstractState {
// 当前的状态 state, 根据我们业务流程的处理，不停的变化
private State state;
@Override
public void checkEvent(final Context context) {
state.checkEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void checkFailEvent(final Context context) {
state.checkFailEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void makePriceEvent(final Context context) {
state.makePriceEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void acceptOrderEvent(final Context context) {
state.acceptOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void notPeopleAcceptEvent(final Context context) {
state.notPeopleAcceptEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void payOrderEvent(final Context context) {
state.payOrderEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void orderFailureEvent(final Context context) {
state.orderFailureEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public void feedBackEvent(final Context context) {
state.feedBackEvent(this);
getCurrentState();
}
@Override
public String getCurrentState() {
return "当前状态：" + state.getCurrentState();
}
}
Client 客户端
package com.wenze.design.state.money;
/**
* 客户端
*
* @author 汶泽
* @version 1.0
* @date 2023-11-15 15:39:26
* @since 1.0
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建 Context 对象
Context context = new Context();
context.setState(new PublishState());
System.out.println(context.getCurrentState());
// publish -> not pay
context.acceptOrderEvent(context);
System.out.println(context.getCurrentState());
// not pay -> paid
context.payOrderEvent(context);
System.out.println(context.getCurrentState());
// 失败，检测失败时，会抛出异常
try {
context.checkFailEvent(context);
System.out.println(context.getCurrentState());
System.out.println("流程正常");
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
4、状态模式的注意事项和细节
1）代码有很强的可读性。状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中
2）方便维护。将容易产生问题的 if-else 语句删除了，如果把每个状态的行为都放到一个类中，每次调用方法时都要判断当前是什么状态，不但会产出很多 if-else 语句，而且容易出错
3）符合“开闭原则”。容易增删状态
4）会产生很多类。每个状态都要一个对应的类，当状态过多时会产生很多类，加大维护难度
5）当一个事件或者对象有很多种状态，状态之间会相互转换，对不同的状态要求有不同的行为的时候，可以考虑使用状态模式。
