状态模式java

Question

我正在学习java中的设计模式

我正在通过一些链接进行操作。我正在尝试按状态模式设计洗衣机

我对状态设计模式的实现有疑问

public interface State {

   public void openLid();
   public void closeLid();
   public void start();
   public void stop();
   public void washing();
  } 

 public class Idle implements State{
 //implementing overidden methods
 .......

 }

 public class Washing implements State {
       //implementing overidden methods
       .......
  }


 public class WashingMachine {
   State state;

   public WashingMachine(State state) {
    this.state =  new Idle();
   }

  public State getState() {
    return state;
   }

   public void setState(State state) {
    this.state = state;
   }

 }

我想知道当在空闲状态和清洗实现之间切换时，有两种方法可以通过网络看到

1.WashingMachine类实现State接口，并根据Idle切换状态到washing或反之一些条件

2.Idle 和 Washing 类以 WashingMachine 作为成员变量。

请任何人建议我对实现部分有点困惑。

Answer 1

在解决您的问题之前，我更喜欢回顾一下该模式的想法，并建议您对您的代码进行一些小的修改。

状态模式允许对象在其内部状态发生变化时改变其行为。

在您的情况下，Idle 和 Washing 是作为状态的良好候选者，而 WashingMachine 是承载状态对象的良好候选者。

但是，三个备注：

1) 状态提供的方法应该是一些动作，根据对象所处的状态，实现不同。

在您的声明中：

public interface WashingMachineState {    
   public void openLid();
   public void closeLid();
   public void start();
   public void stop();
   public void washing();
  } 

washing() 不是动作而是状态。
正是 start() 操作将状态从空闲更改为正在清洗。

在状态模式中，具有状态的对象被命名为上下文。
在您的情况下，上下文是WashingMachine。

2) 在状态模式中，想法是上下文想要执行一些行为根据当前状态改变的动作。
为此，上下文将其处理委托给其当前状态实例。
它避免在上下文中（对于每个处理）有许多 if - else if，并且它还允许降低上下文的复杂性，因为当您使用状态模式时，您会得到一系列行为: :

• 我们处于空闲状态时的行为位于IdleState 类中。

• 我们处于洗涤状态时的行为位于WashingState类中。

• 等等……

要执行这些操作，状态实例需要上下文 (WashingMachine)。
要解决这个问题，您有两种方法：

要么将WashingMachine 对象作为字段存储在状态实例中，要么在上下文WashingMachine 对象将处理委托给状态时将其作为参数传递。

我建议你使用无状态方式。
因此，当在WashingMachine 实例上调用startWashing() 操作时，WashingMachine 实例应通过传递自身（例如state.startWashing(this)）将处理委托给state.startWashing()。
该州应提供WashingMachine作为参数：

public interface WashingMachineState {    
   void openLid(WashingMachine machine);
   void closeLid(WashingMachine machine);
   void pushStartBtn(WashingMachine machine);
   void pushStopBtn(WashingMachine machine);
} 

3) 实际上你定义了两种状态：空闲和洗涤。
这些应该以stopping 状态完成，因为机器上的某些操作（例如打开门、按下启动按钮...）在机器处于“停止”状态时具有特定行为。
请注意，只有两种状态，您可能还想知道模式是否相关。

---

现在，我可以回答你的问题了。

我想知道什么时候在空闲状态和洗涤状态之间切换 实现可以有两种方式，可以通过网络看到

1.WashingMachine类实现State接口，根据某些条件将状态从空闲切换到洗涤，反之亦然

2.Idle 和 Washing 类有WashingMachine 作为成员变量。

WashingMachine 和 WashingMachineStates 是合作的，但不同的东西。
所以他们不必依赖同一个接口。
添加WashingMachine 对象作为状态子类的字段是可能的。
如前所述，您还可以将 WashingMachine 作为 State 方法的参数传递。

请注意，不是直接由WashingMachine 执行从一个状态到另一个状态的切换。
这是由国家执行的。
并且各州应该调用WashingMachine.changeState() 来执行它。

WashingMachine 可以是：

public class WashingMachine {

   private WashingMachineState state;

   public WashingMachine() {
     this.state =  new Idle();
   }        

   protected void changeState(WashingMachineState state) {
     this.state = state;      
   }

   public void openLid(){
     state.openLid(this);
   } 

   public void closeLid(){
     state.closeLid(this);         
   } 
   public void pushStartBtn(){
     state.pushStartBtn(this);
   } 

   public void pushStopBtn(){
     state.pushStopBtn(this);
   } 

   public State getState() {
      return state;
   }

 }

WashingMachine 修改说明：

• changeState 在使用状态模式时比setState 更有意义。
  

• changeState(State) 可以使用protected 修饰符来降低此方法的可见性，当然状态子类应该与WashingMachine 在同一个包中。它是在 Java 中启用的实现细节。对于其他 OOP 语言，您当然还有其他选择。

关于从空闲切换到洗涤，我认为应该只有在IdleState状态下才可以调用pushStartBtn()。

这是一个例子：

public class IdleState implements State {    
   public void openLid(WashingMachine machine){
       ...
   }
   public void closeLid(WashingMachine machine){
       ...
   }
   public void pushStartBtn(WashingMachine machine){
      //do processing with machine to begin effectively the washing
         ...
      machine.changeState(new WashingState());
   }

   public void pushStopBtn(WashingMachine machine){
       ...
   }
 } 

Answer 2

我认为更好的选择是创建

public enum State{IDLE,WASHING};

并使用它。这个enum 甚至可以命名为WashingMachineState，因为你提到的状态只指定给洗衣机——它们不能重复使用，所以这里没有接口。

如果您想在不同设备之间共享相同的状态，例如。 WashingMachine 和 DishWasher 那么你可以使用

public interface Statefull{
   public State getState();
   public void changeState(State newState);
}

并让WashingMachine 和DishWasher 实现Statefull 接口。 使用 Java 8 的默认接口实现，您甚至可以在接口中包含 getter 实现，因此在实现类时不需要样板代码。

Answer 3

好的，让我们来看看你的两个想法：

1.) 洗衣机是状态吗？不，绝对不。那为什么还要实现状态接口呢？

2.) 这几乎可行，但它使状态不可重用（这对于像这样的小型实现来说还不错，但对于像游戏这样的东西来说，这很糟糕）。它们只能是洗衣机的状态。如果我想将这些状态用于洗碗机怎么办？

你应该做什么：

创建一个接口或类，例如 StateManager，并让 WashingMachine 实现它，然后不使用具体类，而是在状态中创建一个 StateManager 字段。

例子：

public abstract class StateManager {
    public State state;

    public void setState(State newState) {
        state = newState;
        newState.parent = this;
    }
    public State getState() {
        return state;
    }
}

状态：

public abstract class State {
    public StateManager parent;
    // Whenever you want to set the object's state, use this
}

示例状态：

public class WashingState extends State {
    // your methods here
}

示例状态管理器：

public class WashingMachine extends StateManager {
    // your methods here.
}

我更改了所有 zo 类而不是接口，因为它们使创建一些对象更容易（例如，如果您想制作洗碗机和洗衣机，那么您可以从中提取洗涤部分，并为它创建一个单独的类)