Go 状态模式讲解和代码示例

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文章来源refactoringguru.cn/design-patt…

Go 状态模式讲解和代码示例

状态是一种行为设计模式， 让你能在一个对象的内部状态变化时改变其行为。

该模式将与状态相关的行为抽取到独立的状态类中， 让原对象将工作委派给这些类的实例， 而不是自行进行处理。

** 进一步了解状态模式 **

概念示例

让我们在一台自动售货机上使用状态设计模式。 为简单起见， 让我们假设自动售货机仅会销售一种类型的商品。 同时， 依然为了简单起见， 我们假设自动售货机可处于 4 种不同的状态中：

  • 有商品 （has­Item）
  • 无商品 （no­Item）
  • 商品已请求 （item­Requested）
  • 收到纸币 （has­Money）

同时， 自动售货机也会有不同的操作。 再一次的， 为了简单起见， 我们假设其只会执行 4 种操作：

  • 选择商品
  • 添加商品
  • 插入纸币
  • 提供商品

当对象可以处于许多不同的状态中时应使用状态设计模式， 同时根据传入请求的不同， 对象需要变更其当前状态。

在我们的例子中， 自动售货机可以有多种不同的状态， 同时会在这些状态之间持续不断地互相转换。 我们假设自动售货机处于 商品已请求状态中。 在 “插入纸币” 的操作发生后， 机器将自动转换至 收到纸币状态。

根据其当前状态， 机器可就相同请求采取不同的行为。 例如， 如果用户想要购买一件商品， 机器将在 有商品状态时继续操作， 而在 无商品状态时拒绝操作。

自动售货机的代码不会被这一逻辑污染； 所有依赖于状态的代码都存在于各自的状态实现中。

** vendingMachine.go:  背景

package main

import "fmt"

type VendingMachine struct {
    hasItem       State
    itemRequested State
    hasMoney      State
    noItem        State

    currentState State

    itemCount int
    itemPrice int
}

func newVendingMachine(itemCount, itemPrice int) *VendingMachine {
    v := &VendingMachine{
        itemCount: itemCount,
        itemPrice: itemPrice,
    }
    hasItemState := &HasItemState{
        vendingMachine: v,
    }
    itemRequestedState := &ItemRequestedState{
        vendingMachine: v,
    }
    hasMoneyState := &HasMoneyState{
        vendingMachine: v,
    }
    noItemState := &NoItemState{
        vendingMachine: v,
    }

    v.setState(hasItemState)
    v.hasItem = hasItemState
    v.itemRequested = itemRequestedState
    v.hasMoney = hasMoneyState
    v.noItem = noItemState
    return v
}

func (v *VendingMachine) requestItem() error {
    return v.currentState.requestItem()
}

func (v *VendingMachine) addItem(count int) error {
    return v.currentState.addItem(count)
}

func (v *VendingMachine) insertMoney(money int) error {
    return v.currentState.insertMoney(money)
}

func (v *VendingMachine) dispenseItem() error {
    return v.currentState.dispenseItem()
}

func (v *VendingMachine) setState(s State) {
    v.currentState = s
}

func (v *VendingMachine) incrementItemCount(count int) {
    fmt.Printf("Adding %d items\n", count)
    v.itemCount = v.itemCount + count
}

** state.go:  状态接口

package main

type State interface {
    addItem(int) error
    requestItem() error
    insertMoney(money int) error
    dispenseItem() error
}

** noItemState.go:  具体状态

package main

import "fmt"

type NoItemState struct {
    vendingMachine *VendingMachine
}

func (i *NoItemState) requestItem() error {
    return fmt.Errorf("Item out of stock")
}

func (i *NoItemState) addItem(count int) error {
    i.vendingMachine.incrementItemCount(count)
    i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.hasItem)
    return nil
}

func (i *NoItemState) insertMoney(money int) error {
    return fmt.Errorf("Item out of stock")
}
func (i *NoItemState) dispenseItem() error {
    return fmt.Errorf("Item out of stock")
}

** hasItemState.go:  具体状态

package main

import "fmt"

type HasItemState struct {
    vendingMachine *VendingMachine
}

func (i *HasItemState) requestItem() error {
    if i.vendingMachine.itemCount == 0 {
        i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.noItem)
        return fmt.Errorf("No item present")
    }
    fmt.Printf("Item requestd\n")
    i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.itemRequested)
    return nil
}

func (i *HasItemState) addItem(count int) error {
    fmt.Printf("%d items added\n", count)
    i.vendingMachine.incrementItemCount(count)
    return nil
}

func (i *HasItemState) insertMoney(money int) error {
    return fmt.Errorf("Please select item first")
}
func (i *HasItemState) dispenseItem() error {
    return fmt.Errorf("Please select item first")
}

** itemRequestedState.go:  具体状态

package main

import "fmt"

type ItemRequestedState struct {
    vendingMachine *VendingMachine
}

func (i *ItemRequestedState) requestItem() error {
    return fmt.Errorf("Item already requested")
}

func (i *ItemRequestedState) addItem(count int) error {
    return fmt.Errorf("Item Dispense in progress")
}

func (i *ItemRequestedState) insertMoney(money int) error {
    if money < i.vendingMachine.itemPrice {
        return fmt.Errorf("Inserted money is less. Please insert %d", i.vendingMachine.itemPrice)
    }
    fmt.Println("Money entered is ok")
    i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.hasMoney)
    return nil
}
func (i *ItemRequestedState) dispenseItem() error {
    return fmt.Errorf("Please insert money first")
}

** hasMoneyState.go:  具体状态

package main

import "fmt"

type HasMoneyState struct {
    vendingMachine *VendingMachine
}

func (i *HasMoneyState) requestItem() error {
    return fmt.Errorf("Item dispense in progress")
}

func (i *HasMoneyState) addItem(count int) error {
    return fmt.Errorf("Item dispense in progress")
}

func (i *HasMoneyState) insertMoney(money int) error {
    return fmt.Errorf("Item out of stock")
}
func (i *HasMoneyState) dispenseItem() error {
    fmt.Println("Dispensing Item")
    i.vendingMachine.itemCount = i.vendingMachine.itemCount - 1
    if i.vendingMachine.itemCount == 0 {
        i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.noItem)
    } else {
        i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.hasItem)
    }
    return nil
}

** main.go:  客户端代码

package main

import (
    "fmt"
    "log"
)

func main() {
    vendingMachine := newVendingMachine(1, 10)

    err := vendingMachine.requestItem()
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    err = vendingMachine.insertMoney(10)
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    err = vendingMachine.dispenseItem()
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    fmt.Println()

    err = vendingMachine.addItem(2)
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    fmt.Println()

    err = vendingMachine.requestItem()
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    err = vendingMachine.insertMoney(10)
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }

    err = vendingMachine.dispenseItem()
    if err != nil {
        log.Fatalf(err.Error())
    }
}

** output.txt:  执行结果

Item requestd
Money entered is ok
Dispensing Item

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