java设计模式之状态模式
作者：互联网
在实际的软件开发中，状态模式不是很常用，但在一些能够用到的场景里，能发挥非常大的作用。
状态模式一般用于实现状态机，而状态机一般用在游戏、工作流引擎等软件开发中。
状态机有三个组成部分：状态、事件和动作。触发某个事件可以改变对象的状态。
以超级马里奥这个小游戏为例，一进入游戏是个小马里奥，吃到蘑菇就会变成超级马里奥，并增加相应积分，碰到怪兽又会变回小马里奥。减去积分。
获得火焰会变成火焰马里奥，获得斗篷会变成斗篷马里奥。
吃蘑菇等就是事件，小马里奥、超级马里奥、火焰马里奥就是状态，增加减少积分就是动作。
当状态转换逻辑比较简单的时候，完全可以在一个类中通过if/else把这些逻辑描述出来。
但当游戏很复杂，状态很多的时候，上面的代码的可读性和可维护性就会变得很差。这个时候就需要引入状态模式。
一、状态和事件
首先，我们通过一个枚举类存储所有状态
public enum State {
SMALL(0),
SUPER(1),
FIRE(2),
CAPE(3);
private int value;
private State(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return this.value;
}
}
然后定义一个马里奥接口，用来表示马里奥的所有事件
/**
* 状态的接口，定义了所有事件，它的4个子类定义了状态机的所有状态
*/
public interface IMario {
State getName();
void obtainMushRoom(MarioStateMachine stateMachine);//吃到蘑菇
void obtainCape(MarioStateMachine stateMachine);//获得斗篷
void obtainFireFlower(MarioStateMachine stateMachine);//获得火焰
void meetMonster(MarioStateMachine stateMachine);//遇到怪物
}
二、状态机类
状态机类存储了马里奥的当前积分和状态，是核心逻辑类，但因为我们应用了状态模式。所以具体每个状态的逻辑都被分配到具体的状态类中。
这样状态机类就会变得很轻量小巧。
/**
* 原来的状态逻辑都集中在本类，采用if/else分支逻辑比较复杂，现在已经分散到四个状态类中
* 状态机类和四个状态类是双向依赖关系，状态变化的逻辑通过调用状态子类完成实现
*/
public class MarioStateMachine {
private int score;
private IMario currentState;
public MarioStateMachine() {
this.score = 0;
this.currentState = SmallMario.getInstance();
}
public void obtainMushRoom() {
this.currentState.obtainMushRoom(this);
}
public void obtainCape() {
this.currentState.obtainCape(this);
}
public void obtainFireFlower() {
this.currentState.obtainFireFlower(this);
}
public void meetMonster() {
this.currentState.meetMonster(this);
}
public int getScore() {
return this.score;
}
public State getCurrentState() {
return this.currentState.getName();
}
public void setScore(int score) {
this.score = score;
}
public void setCurrentState(IMario currentState) { this.currentState = currentState; }
}
三、具体状态机类
在状态机中状态是不断切换的，但每个状态本身并不变化，所以我们将每个状态子类设计为单例类。
3.1.小马里奥
/**
* 状态机是不断变化的，但状态子类本身是不变的，也没有成员变量，所有设置成单例更为合适
* 设置成单例之后，状态子类就不能在持有状态机变量，但又要对状态机进行修改，可以把状态机作为状态转化的参数
*/
public class SmallMario implements IMario {
private static final SmallMario instance = new SmallMario();
private SmallMario() {
}
public static SmallMario getInstance() {
return instance;
}
@Override
public State getName() {
return State.SMALL;
}
@Override
public void obtainMushRoom(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(SuperMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() + 100);
}
@Override
public void obtainCape(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(CapeMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() + 200);
}
@Override
public void obtainFireFlower(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(FireMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() + 300);
}
@Override
public void meetMonster(MarioStateMachine stateMachine) { // do nothing... }
}
}
3.2.超级马里奥
public class SuperMario implements IMario {
private static final SuperMario instance = new SuperMario();
private SuperMario() {
}
public static SuperMario getInstance() {
return instance;
}
@Override
public State getName() {
return State.SUPER;
}
@Override
public void obtainMushRoom(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void obtainCape(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(CapeMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() + 200);
}
@Override
public void obtainFireFlower(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(FireMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() + 300);
}
@Override
public void meetMonster(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(SmallMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() - 100);
}
}
3.3.火焰马里奥
public class FireMario implements IMario {
private static final FireMario instance = new FireMario();
private FireMario() {
}
public static FireMario getInstance() {
return instance;
}
@Override
public State getName() {
return State.FIRE;
}
@Override
public void obtainMushRoom(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void obtainCape(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void obtainFireFlower(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void meetMonster(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(SmallMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() - 300);
}
}
3.4.斗篷马里奥
public class CapeMario implements IMario {
private static final CapeMario instance = new CapeMario();
private CapeMario() {
}
public static CapeMario getInstance() {
return instance;
}
@Override
public State getName() {
return State.CAPE;
}
@Override
public void obtainMushRoom(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void obtainCape(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void obtainFireFlower(MarioStateMachine stateMachine) {
}
@Override
public void meetMonster(MarioStateMachine stateMachine) {
stateMachine.setCurrentState(SmallMario.getInstance());
stateMachine.setScore(stateMachine.getScore() - 200);
}
}
四、开始游戏
这样设计，即便是以后再添加新的动作或状态，我们只需要添加新的状态类和方法，而不需要改变原因代码。
真正实现了对扩展开放，都修改关闭。
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//初始化
System.out.println("===========游戏开始===========");
MarioStateMachine mario = new MarioStateMachine();
State currentState = mario.getCurrentState();
System.out.println(mario.getScore());
System.out.println(currentState);
//吃蘑菇
System.out.println("===========吃蘑菇===========");
mario.obtainMushRoom();
currentState = mario.getCurrentState();
System.out.println(mario.getScore());
System.out.println(currentState);
//获得斗篷
System.out.println("============获得斗篷==========");
mario.obtainCape();
currentState = mario.getCurrentState();
System.out.println(mario.getScore());
System.out.println(currentState);
//遇到怪物
System.out.println("===========遇到怪物===========");
mario.meetMonster();
currentState = mario.getCurrentState();
System.out.println(mario.getScore());
System.out.println(currentState);
//获得火焰
System.out.println("============获得火焰==========");
mario.obtainFireFlower();
currentState = mario.getCurrentState();
System.out.println(mario.getScore());
System.out.println(currentState);
}
}
输出：
===========游戏开始=========== SMALL 0 ===========吃蘑菇=========== SUPER 100 ============获得斗篷========== CAPE 300 ===========遇到怪物=========== SMALL 100 ============获得火焰========== FIRE 400
标签：java,stateMachine,void,模式,Override,设计模式,public,currentState,MarioStateMachine 来源： https://www.cnblogs.com/wangbin2188/p/15858353.html