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。
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
go
package main
import "fmt"
type VendingMachine struct {
hasItem State
itemRequested State
hasMoney State
noItem State
currentState State // 当前状态
itemCount int
itemPrice int
}
func newVendingMachine(itemCount, itemPrice int) *VendingMachine {
v := &VendingMachine{
itemCount: itemCount,
itemPrice: itemPrice,
}
hasItemState := &HasItemState{vendingMachine: v}
itemRequestState := &ItemRequestedState{vendingMachine: v}
hasMoneyState := &HasMoneyState{vendingMachine: v}
noItemState := &NoItemState{vendingMachine: v}
v.setState(hasItemState)
v.hasItem = hasItemState
v.itemRequested = itemRequestState
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 = count + v.itemCount
}state.go: 状态接口
go
package main
type State interface {
addItem(int) error
requestItem() error
insertMoney(money int) error
dispenseItem() error
}noItemState.go: 具体状态
go
package main
import "fmt"
// 无货状态
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
go
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 requested \n")
i.vendingMachine.setState(i.vendingMachine.itemRequested)
return nil
}
func (i *HasItemState) addItem(count int) error {
fmt.Printf("%d item added", 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
go
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
go
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
go
package main
import (
"fmt"
"log"
)
func main() {
vendingMachine := newVendingMachine(1, 10)
// 获取一个商品
if err := vendingMachine.requestItem(); err != nil {
log.Fatalf(err.Error())
}
if err := vendingMachine.insertMoney(10); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
if err := vendingMachine.dispenseItem(); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
fmt.Println("================")
if err := vendingMachine.addItem(2); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
fmt.Println()
if err := vendingMachine.requestItem(); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
if err := vendingMachine.insertMoney(10); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
if err := vendingMachine.dispenseItem(); err != nil {
log.Fatal(err.Error())
}
}output.txt: 执行结果
txt
Item requested
Money entered is ok
Dispensing Item
================
Adding 2 items
Item requested
Money entered is ok
Dispensing Item