使用状态模式解耦状态

Question

对于我正在实施的特定状态模式，我不确定最佳 OO 设计方法应该是什么。请考虑以下几点：

public class World {
    private Animal dog_;
    private Animals cats_;
    …..
    public void sendDogRequest(DogRequest request) {
        dog_.sendRequest(request);
    }
    …
    public Cat getCat(String catName) {
        …
        return cat;
    }
    ...
}

public class Animal<RequestType extends Request, StateType extends State> {
    private State<StateType> currentState_;
    ….
    public void sendRequest(RequestType request) {
        request.sendToState(currentState_);
    }
    public void setState(StateType state) {
        currentState_ = state;
    }
}

public class Dog extends Animal<DogState> {
    …
}

public class DogState extends State {
    public DogState(Dog dog) {
    …
    }
    public void seeCat(Cat cat) {   }
}

public class OnLeashState extends DogState {
    public void seeCat(Cat cat) {
        dog.setState(new BarkingState());
    }
}

public class OffLeashState extends DogState {
    public void seeCat(Cat cat) {
        dog.setState(new ChasingAfterAnimalState(cat));
        cat.sendRequest(new RunAwayRequest(cat));
    }
}

public interface Request<StateType extends State> {
    public void sendToState(StateType state);
}

public class DogRequest extends Request<DogState> { }

public class SeeCatRequest extends DogRequest {
    private Cat cat_;   
    public SeeCatRequest(Cat cat) {
        cat_ = cat;
    }
    public void sendToState(DogState state) {
        state.seeCat(state);
    }
}

public class Controller() {
    public Controller(World model, View view) {
        …
    }
    ...
    public void catSelected(String catName) {
        Cat cat = world.getCat(catName);
        Dog dog = world.getDog();
        world.sendDogRequest(new SeeCatRequest(cat));
    }
    …
}

我犹豫的是这里new这个词的用法，即。用另一个状态实例化new SomeState()，或在Controller 或另一个State 内实例化new SomeRequest()。在我看来，这会在 State 和它们的兄弟姐妹以及 Controller 和 States 之间产生高度耦合。

要求如下：

1. 必须可以添加新状态，例如添加SniffingState。

2. 还必须可以用新状态替换现有状态。例如，我应该能够将OffLeachState 替换为执行不同操作的不同OffLeashState。例如（由于某种原因代码不会格式化）：

   公共类 OffLeachState2 扩展 DogState {
   公共无效seeCat（猫猫）{
   if (dog.knows(cat)) {
   // 狗变成“PlayWithCatState”
   // cat 得到一个“PlayWithDog”请求
   } 其他 {
   // 狗变为“ChaseAnimalState”
   }
   }
   }

3. 最后，必须记录 World 类中的所有更改。这意味着 World 类有一个记录器，可以跟踪正在发生的一切。这也是因为 World 类是一个模型，并且必须触发 notifyObservers() 以便视图知道要做什么。

我的问题是，状态、请求等应该存储在哪里？例如：

1. Dog 中是否应该有状态“getter”？例如，dog.getBarkingState()、dog.getOnLeashState() 等？这似乎是有道理的，但它不会使Dog 类抗拒改变。即，每次我添加一个新的DogState 类时，我还必须确保Dog 有一个getter。此外，World 不知道这些更改，因此它不会记录它们也不会通知观察者。

2. 是否应该有一个名为DogStates 的类并且我可以运行DogStates.getBarkingState()？再次，与上述类似的问题。

3. 他们应该成为World 类的一部分吗？例如，world.setDogState(dog, world.getDogBarkingState()?这将解决日志记录/更新问题，但会给 World 类带来太多责任。

4. 应该是它们的某种组合，例如world.setState(dog, dog.getBarkingState()？这可能很好，但不能保证类型安全。例如，我可以将Dog 对象与CatState 一起传递，它不会知道区别。

解决方案 #4 对我来说似乎是最好的，但我想对这个问题提出一些其他意见。

同样的问题也适用于Request 对象。我最初想通过与对象关联的字符串发送Requests，例如world.sendRequest(dog, DogRequests.SEE_CAT)，但后来我无法将cat对象作为参数传递。

非常感谢您的宝贵时间！

Answer 1

1.) 这看起来像是一道编程考试题。在这种情况下，如果不确定该怎么做，使用模式！因此，每个 State 都应该由 StateFactory 生成，并为 Factory 实例提供有关 World 的一些信息，以便它可以决定创建哪个特定的 State 实例。

这是日志内容：

public class World implements StateChangeListener {
  private Animal dog_;
  private Animals cats_;

  private final List<StateChangeListener> listeners = new ArrayList<StateChangeListener>();

  public World() {
    listeners.add(this);
  }

  // Instead of sending DogRequests to Dogs via the sendDogRequest method:
  public <RequestType extends Request> void sendRequest(
      Animal<RequestType, ?> animal, Request<RequestType> request) {
    animal.sendRequest(request);
    for(StateChangeListener listener : listeners) {
      listener.stateChanged(animal, request);
    }
  }

  public void stateChanged(Animal<?, ?> animal, State<?> state) {
    // ... log here ...
  }
...

还有那个工厂的东西（可能有点杂乱无章，泛型可能无法正常工作；o）。

public enum LocationEnum {
  HOME, PARK, POND, FOREST
}

public interface StateFactory<StateType extends State> {
  State<StateType> create(Animal<StateType, ?> animal, Context context);
}

// Do stuff Dogs do.
public class DogStateFactory<DogState> {
  public State<DogState> create(Animal<DogState, ?>, Context context) {
    if(context.currentAnimalLocation==LocationEnum.POND) {
      return new IgnoreEverythingState();
    }else if(context.currentAnimalLocation==LocationEnum.HOME){
      return new PerpetualBarkState();
    }else {
      return new FollowEveryCatState();
    }
  }
}

public class Animal<RequestType extends Request, StateType extends State> {
  private StateFactory<StateType> stateFactory;
  private State<StateType> currentState_;

  public void sendRequest(Request<RequestType> request) {
    request.sendToState(currentState_);
  }

  // A specific animal knows what it wants to do, depending on it's current
  // state and it's situational context. We don't want other animals
  // to set the state for us.
  public void determineState() {
    currentState_ = stateFactory.create(this, new Context(...));
    // One might want to extend the messaging stuff in a way that
    // the World instance can log this state change.
  }
}

public class Dog extends Animal<DogRequest, DogState> {
  public Dog() {
    this.stateFactory = new DogStateFactory<DogState>();
  }
}

2.) 如果你想让 World 知道其中发生的一切，你可以用消息替换状态设置器，让 World 实例监听每个人的状态变化。