Java如何利用状态模式(state pattern)替代if else

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：综合

大多数开发人员现在还在使用if else的过程结构，曾看过jdon的banq大哥写的一篇文章，利用command,aop模式替代if else过程结构。当时还不太明白，这几天看了《重构》第一章的影片租赁案例，感触颇深。下面我来谈一谈为什么要用state pattern替代if else，替代if else有什么好处，以及给出详细代码怎么替代if else。本文参考jdon的“你还在使用if else吗？”及《重构》第一章。

首先我们模仿影片租赁过程，顾客租凭影片，影片分为儿童片、普通片、新片。根据影片类型及租凭天数价格各不相同（优惠程度不同），用户累计积分不同。

OK ，现在我们使用 if else 表示。

 package com.qujingbo.movie;
 /**
 * <p/> Title:影片基类
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:47:55
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
 public class Movie {
  // 普通片标识
  public static int REGULAR = 1 ;
  // 新片标识
  public static int NEW_RELEASE = 2 ;
  // 儿童片标识
  public static int CHILDREN = 3 ;
  /**
  * 获取租赁影片总价
  *
  * @param movieCode
  * 影片类型
  * @param days
  * 租凭天数
  * @return 租赁影片总价
  * @throws MovieException
  * 没有影片类型抛出异常
  */
  public double getCharge( int movieCode, int days) throws MovieException {
  double result = 0 ;
  // 普通片
  if (movieCode == Movie.REGULAR)
  // 单价为2
  {
  result = 2 ;
  // 如果租赁天数大于2则，则优惠
  if (days > 2 ) {
  result += (days - 2 ) * 1.5 ;
  }
  // 返回总价
  return result;
  }
  // 最新发布片
  else if (movieCode == Movie.NEW_RELEASE) {
  // 新片没有优惠，单价为3
  return days * 3 ;
  }
  // 儿童片
  else if (movieCode == Movie.CHILDREN) {
  // 影片单价
  result = 1.5 ;
  // 如果租赁时间大于3天则做价格优惠
  if (days > 3 ) {
  result += (days - 3 ) * 1.5 ;
  }
  // 返回租赁影片总价
  return result;
  } else
  throw new MovieException( " 影片不存在 " );
  }
  /**
  * 获取租赁影片积分
  *
  * @param movieCode
  * 影片类型
  * @param days
  * 租凭天数
  * @return 租赁影片积分
  * @throws MovieException
  * 没有影片类型抛出异常
  */
  public double getIntegral( int movieCode, int days) throws MovieException
  {
  // 普通片
  if (movieCode == Movie.REGULAR)
  return days * 2 ;
  // 最新发布片
  else if (movieCode == Movie.NEW_RELEASE)
  return days * 3 ;
  // 儿童片
  else if (movieCode == Movie.CHILDREN)
  return days * 1.5 ;
    else
     throw new MovieException( " 影片不存在 " );
  }
}

OK ，我们看一下，现在的 Movie 完全符合租赁需求，通过 getIntegral(int movieCode,int days) 和 getCharge(int movieCode,int days) 来获得租赁积分及租赁价格。从开闭原则角度来看，如果要添加新的影片类型，我们必须修改 getIntegral(int movieCode,int days) 和 getCharge(int movieCode,int days) 这两个方法。而若要改变租赁价格、积分的优惠规则时，仍需要修改 getIntegral(int movieCode,int days) 和 getCharge(int movieCode,int days) 方法。现在看来，只有三种影片类型，维护还较方便。而当影片类型较多时，例如 10 种， 100 种影片类型，这样就是不可以想像的维护。

现在我们来看一下，使用 state pattern 来代替 if else 。先来个类图。

首先我们建立一个 abstract class Price 做为影片类型的基类，基类中含有两个 abstract 方法，获取总价格 getCharge(int days), 获取总积分 getIntegral(int days) 方法 , 继承 abstract classPrice 的三个影片类型儿童片 class ChilerenPrice, 普通片 class RegularPrice, 最新片 class NewReleasePrice 。分别实现 getCharge(int days),getIntegral(int days) 方法，实现方法写入计算价格的优惠方案及积分的方案。当需要修改方案时，我们只需在某个影片类的方法中对应修改就可以。若新增一个影片分类时，我们只需新增一个实现类实现 abstract class Price 类就 OK 。

class Movie 代表影片，其关联一个 Price 类，而 setPrice(String movieClass) 方法类似于一个工厂类，传入 movieClass 为包名类名，用 java 反射机制实例化一个具体传入 movieClass 的影片类型实现类，这样我们通过这几行代码就可以获得该影片类型的价格和积分。

 Movie regularMovie = new Movie();
regularMovie.setPrice(Movie.REGULAR);
System.out.println( " 普通影片租赁10天的价格 " + regularMovie.getPrice().getCharge( 10 ));
System.out.println( " 普通影片租赁10天的积分 " + regularMovie.getPrice().getIntegral( 10 ));

下面我们给出详细代码

abstract class Price价格基类

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:48:22
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public abstract class Price {
 /**
  * 获取租赁影片价格需实现该此方法
  * 
  * @param days
  *   租赁天数
  * @return 返回影片价格
  */
 public abstract double getCharge(int days);
 /**
  * 获取租赁影片积分需实现此方法
  * 
  * @param days
  *   租赁天数
  * @return 返回影片积分
  */
 public abstract double getIntegral(int days);
}

儿童片ChildrenPrice类，实现abstract class Price ，实现儿童片租赁总价getCharge(int days)及儿童片租赁积分getIntegral(int days)。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:儿童片租赁积分、价格实现
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:49:04
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class ChildrenPrice extends Price {
 /**
  * 儿童片返回租赁积分,儿童片积分规则为： 根据
  */
 public double getIntegral(int days) {
  // 返回租赁影片积分
  return days * 1.5;
 }
 /**
  * 儿童片返回租赁价格
  */
 public double getCharge(int days) {
  // 影片单价
  double result = 1.5;
  // 如果租赁时间大于3天则做价格优惠
  if (days > 3) {
   result += (days - 3) * 1.5;
  }
  // 返回租赁影片总价
  return result;
 }
}

普通片RegularlPrice类，实现abstract class Price ，实现普通片租赁总价getCharge(int days)及普通片租赁积分getIntegral(int days)。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:普通片租赁积分、价格实现
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:50:10
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class RegularlPrice extends Price {
 /**
  * 普通片返回租赁积分，普通片积分规则
  */
 public double getIntegral(int days) {
  // 返回租赁影片积分
  return days * 2;
 }
 /**
  * 普通片返回租赁价格
  */
 public double getCharge(int days) {
  // 单价为2
  double result = 2;
  // 如果租赁天数大于2则，则优惠
  if (days > 2) {
   result += (days - 2) * 1.5;
  }
  // 返回总价
  return result;
 }
}

最新发布片NewReleasePrice类，实现abstract class Price ，实现最新发布片租赁总价getCharge(int days)及最新发布片租赁积分getIntegral(int days)。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:最新发布片租赁积分、价格实现
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:48:51
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class NewReleasePrice extends Price {
 /**
  * 最新发布片返回租赁积分,最新发布片积分规则
  */
 public double getIntegral(int days) {
  // 返回租赁影片积分
  return days * 3;
 }
 /**
  * 最新发布片返回租赁价格
  */
 public double getCharge(int days) {
  // 新片没有优惠，单价为3
  return days * 3;
 }
}

电影Movie类，setPrice(String movieClass)（工厂）方法，通过java反射机制实现movieClass（包名，类名）类。若没有movieClass这个类，则抛出MovieException异常。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:影片类
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 15:47:55
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class Movie {
 // 普通片标识
 public static String REGULAR = "com.qujingbo.movie.RegularlPrice";
 // 新片标识
 public static String NEW_RELEASE = "com.qujingbo.movie.NewReleasePrice";
 // 儿童片标识
 public static String CHILDREN = "com.qujingbo.movie.ChildrenPrice";
 private Price price;
 public Price getPrice() {
  return price;
 }
 /**
  * 确定返回具体某个影片类型的实现类，有点像工厂
  * 
  * @param movieCode
  *   影片类型
  * @throws MovieException
  *    若无影片类型则抛异常。
  */
 public void setPrice(String movieClass) throws MovieException {
  try {
   Class cls = Class.forName(movieClass);
   this.price = (Price) cls.newInstance();
  } catch (Exception e) {
   throw new MovieException("影片不存在");
  }
 }
}

给出MovieException源码。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:自定义异常
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 19:21:08
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class MovieException extends Exception {
 public MovieException(String msg) {
  super(msg);
 }
}

下面模访一个顾客租赁影片。

package com.qujingbo.movie;
/**
 * <p/> Title:
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 19:26:23
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
public class Customer {
 /**
  * 消费(测试程序）
  * 
  * @throws MovieException
  *    若没有影片，抛出异常
  */
 public void consume() throws MovieException {
  // 普通电影
  Movie regularMovie = new Movie();
  regularMovie.setPrice(Movie.REGULAR);
  // 最新发布电影
  Movie newReleaseMovie = new Movie();
  newReleaseMovie.setPrice(Movie.NEW_RELEASE);
  // 儿童电影
  Movie childrenMovie = new Movie();
  childrenMovie.setPrice(Movie.CHILDREN);
  System.out.println("普通影片租赁10天的价格"
    + regularMovie.getPrice().getCharge(10));
  System.out.println("最新影片租赁10天的价格"
    + newReleaseMovie.getPrice().getCharge(10));
  System.out.println("儿童影片租赁10天的价格"
    + childrenMovie.getPrice().getCharge(10));
  System.out.println("普通影片租赁10天的积分"
    + regularMovie.getPrice().getIntegral(10));
  System.out.println("最新影片租赁10天的积分"
    + newReleaseMovie.getPrice().getIntegral(10));
  System.out.println("儿童影片租赁10天的积分"
    + childrenMovie.getPrice().getIntegral(10));
 }
}

写一 junit 测试类运行 class Customer 的 consume() 方法。

 package com.qujingbo.movie;
 import junit.framework.TestCase;
 /**
 * <p/> Title:junit测试类
 * </p>
 * <p/> Description:
 * </p>
 * <p/> Date:2006-10-14 19:32:57
 * </p>
 * 
 * @author EOMS 曲静波
 * @version 1.0
 */
 public class CustomerTest extends TestCase {
  private Customer customer = null ;
  protected void setUp() throws Exception {
   super .setUp();
  customer = new Customer();
 }
  protected void tearDown() throws Exception {
   super .tearDown();
 }
  /*
  * Test method for 'com.qujingbo.movie.Customer.consume()'
  */
  public void testConsume() {
   try {
   customer.consume();
  } catch (MovieException e) {
   System.out.println( " 没有该类影片 " );
  }
 }
}

OK 。结果为：

普通影片租赁 10 天的价格 14.0

最新影片租赁 10 天的价格 30.0

儿童影片租赁 10 天的价格 12.0

普通影片租赁 10 天的积分 20.0

最新影片租赁 10 天的积分 30.0

儿童影片租赁 10 天的积分 15.0

最后我要说，我们用 OO 表示的租赁过程并不完整，因为顾客不一定只租赁一部影片，而要租赁多部影片，这样我们缺少一个 Rental （租赁类）。而只是为说明 state pattern 替代 if else ，所以我们没有添加 Rental （租赁类），若需要参考，请查阅《重构》第一章。 点击下载源码.

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