一．应用场景与案例描述

我们经常在课余时间玩游戏以放松身心，缓解压力。在很多游戏中英雄根据不同的体力值，可以做出不同的动作来面对敌人。

英雄可以进行休息、防御、普通攻击、技能攻击。而消耗或恢复的体力值是不同的，例如：

• 休息：恢复体力值至最大，体力值为最大时无需休息；
• 防御：消耗 10 点体力值，没有体力值无法进行防御；
• 普通攻击：消耗 15 点体力值，没有体力值无法进行普通攻击；
• 技能攻击：消耗 20 点体力值，没有体力值无法进行技能攻击；

二．案例分析与解决问题

倘若我们将这些操作逻辑都写在同一个类——英雄类中作为英雄的方法的话，会出现以下问题：

1. 后期如果操作逻辑（如消耗的体力值变化）有所改变就需要修改整个英雄类；
2. 后期如果要增加操作（如增加魔法攻击）的话需要修改整个英雄类；
3. 只能堆砌非常多的 if—else if—else，代码不好维护，可读性很差；

所以我决定使用状态模式以解决这个问题。状态模式在本情景下所体现出来的优点：

1. 使用一个类封装对象的一种状态（操作），很容易添加新的状态（操作）；
2. 在状态模式中，环境（Context）——英雄类（Hero）中不必出现大量的条件判断语句。环境（Context）实例所呈现的状态变得更加清晰、容易理解；
3. 使用状态模式可以让用户程序很方便地切换环境（Context）——英雄类（Hero）实例的状态（操作）；
4. 使用状态模式不会让环境（Context）——英雄类（Hero）的实例中出现内部状态不一致的情况；
5. 当状态对象没有实例变量时，环境（Context）——英雄类（Hero）的各个实例可以共享一个状态对象；

我将英雄的操作抽象为状态，四种操作对应着四种不同的具体状态：

• RestState（休息状态）
• DefenseState（防御状态）
• NormalAttackState（普通攻击状态）
• SkillAttackState（技能攻击状态）

三．各个角色描述与 UML 图示

角色描述：

1. 环境（Context）：Hero 类
2. 抽象状态（State）：State 抽象类
3. 具体状态（Concrete State）：RestState、DefenseState、NormalAttackState 和 SkillAttackState 类

UML 图：

四. 运行效果

1. 生成的 apk

1. 安装后的图标

1. 运行结果

   1. 进行休息：

      

   2. 进行防御：

      

   3. 普通攻击：

      

   4. 技能攻击：

      

五．程序完整源代码

1. 环境（CONTEXT）

本设计中，环境角色是 Hero 类，代码如下：

Hero.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.content.Context;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.Gravity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;import pl.droidsonroids.gif.GifImageView;public class Hero extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {State state;        //当前状态State lastState;    //上一个状态private State restState;    //休息状态private State defenseState; //防御状态private State normalAttackState;    //普通攻击状态private State skillAttackState;     //技能攻击状态private int MP;     //英雄的体力值int MAXMP = 100;    //最大体力值int MINMP = 0;      //最小体力值//声明界面的组件TextView t_MP;TextView t_state;Button b_rest;Button b_defense;Button b_normalAttack;Button b_skillAttack;GifImageView doingGif;//声明一个ToastToastShow toast = new ToastShow(this);@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);init(MAXMP);}/************** 初始化Hero*************/public void init(int MP) {this.MP = MP;//初始化各种状态restState = new RestState(this);defenseState = new DefenseState(this);normalAttackState = new NormalAttackState(this);skillAttackState = new SkillAttackState(this);//英雄默认为休息状态state = restState;lastState = restState;//绑定界面的组件t_MP = (TextView) findViewById(R.id.t_MP);t_state = (TextView) findViewById(R.id.t_state);b_rest = (Button) findViewById(R.id.b_rest);b_defense = (Button) findViewById(R.id.b_defense);b_normalAttack = (Button) findViewById(R.id.b_normalAttack);b_skillAttack = (Button) findViewById(R.id.b_skillAttack);doingGif = (GifImageView) findViewById(R.id.doingGif);
http://www.biyezuopin.vip//给几个按钮设置监听器b_rest.setOnClickListener(this);b_defense.setOnClickListener(this);b_normalAttack.setOnClickListener(this);b_skillAttack.setOnClickListener(this);}//监听器@Overridepublic void onClick(View v) {switch (v.getId()) {case R.id.b_rest:setLastState(getState());setState(getRestState());state.toDo();break;case R.id.b_defense:setLastState(getState());setState(getDefenseState());state.toDo();break;case R.id.b_normalAttack:setLastState(getState());setState(getNormalAttackState());state.toDo();break;case R.id.b_skillAttack:setLastState(getState());setState(getSkillAttackState());state.toDo();break;}}void midToast(String str, int showTime) {Toast toast = Toast.makeText(Hero.this, str, showTime);TextView v = (TextView) toast.getView().findViewById(android.R.id.message);toast.show();}//各种getter和setterpublic int getMP() {return MP;}public void setMP(int MP) {this.MP = MP;http://www.biyezuopin.vipt_MP.setText(String.valueOf(getMP()));}public void setState(State state) {this.state = state;}public State getState() {return state;}public State getLastState() {return lastState;}public void setLastState(State lastState) {this.lastState = lastState;}public State getRestState() {return restState;}public State getDefenseState() {return defenseState;}public State getNormalAttackState() {return normalAttackState;}public State getSkillAttackState() {return skillAttackState;}
}

2. 抽象状态（STATE）

对于本问题，抽象状态（State）是 State 抽象类，代码如下：

State.java

package com.yuebanquan.statepattern;public abstract class State {public abstract void toDo();
}

3. 具体状态（Concrete State）

对于本问题，共有 4 个具体状态角色，分别是 RestState、DefenseState、NormalAttackState 和 SkillAttackState 类，代码如下：

RestState.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.widget.Toast;public class RestState extends State {Hero hero;RestState(Hero hero) {this.hero = hero;}public void toDo() {if (hero.getMP() == hero.MAXMP) { //体力值已满//hero.midToast("体力值已满，无需休息", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("体力值已满，无需休息");hero.setState(hero.getLastState());} else { //进入休息状态hero.setMP(hero.MAXMP); //体力值设为最大值100hero.setState(hero.getRestState());hero.t_state.setText("休息状态");hero.doingGif.setImageResource(R.drawable.rest);//hero.midToast("进行休息，体力值达到上限", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("进行休息，体力值达到上限");}}
}

DefenseState.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.widget.Toast;public class DefenseState extends State {Hero hero;DefenseState(Hero hero) {this.hero = hero;}public void toDo() {if (hero.getMP() < (hero.MINMP + 10)) { //体力值不够//hero.midToast("体力值不够，无法防御", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("体力值不够，无法防御");hero.setState(hero.getLastState());} http://www.biyezuopin.vipelse {  //进入防御状态hero.setMP(hero.getMP() - 10); //防御体力值-10hero.setState(hero.getDefenseState());hero.t_state.setText("防御状态");hero.doingGif.setImageResource(R.drawable.defense);//hero.midToast("进行防御，体力值-10", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("进行防御，体力值-10");}}
}

NormalAttackState.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.widget.Toast;public class NormalAttackState extends State {Hero hero;NormalAttackState(Hero hero) {this.hero = hero;}public void toDo() {if (hero.getMP() < (hero.MINMP + 15)) { //体力值不够//hero.midToast("体力值不够，无法普通攻击", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("体力值不够，无法普通攻击");hero.setState(hero.getLastState());} else {  //进入普通攻击状态hero.setMP(hero.getMP() - 15); //普通攻击体力值-15hero.setState(hero.getNormalAttackState());hero.t_state.setText("普通攻击状态");hero.doingGif.setImageResource(R.drawable.normal_attack);//hero.midToast("发出普通攻击，体力值-15", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("发出普通攻击，体力值-15");}}
}

SkillAttackState.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.widget.Toast;public class SkillAttackState extends State {Hero hero;SkillAttackState(Hero hero) {this.hero = hero;}public void toDo() {if (hero.getMP() < (hero.MINMP + 20)) { //体力值不够//hero.midToast("体力值不够，无法技能攻击", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("体力值不够，无法技能攻击");hero.setState(hero.getLastState());}else {  //进入技能攻击状态hero.setMP(hero.getMP() - 20); //技能攻击体力值-20hero.setState(hero.getSkillAttackState());hero.t_state.setText("技能攻击状态");hero.doingGif.setImageResource(R.drawable.skill_attack);//hero.midToast("发出技能攻击，体力值-20", Toast.LENGTH_SHORT);hero.toast.toastShow("发出技能攻击，体力值-20");}}
}

4. 其他类

扩充一个 ToastShow 类来解决 Android 自带的 Toast 显示延迟问题，代码如下：

Toast.java

package com.yuebanquan.statepattern;import android.content.Context;
import android.widget.Toast;public class ToastShow {private Context context;  //在此窗口提示信息private Toast toast = null;  //用于判断是否已有Toast执行public ToastShow(Context context) {this.context = context;}public void toastShow(String text) {if(toast == null){toast = Toast.makeText(context, text, Toast.LENGTH_SHORT);  //正常执行}else {toast.setText(text);  //用于覆盖前面未消失的提示信息}toast.show();}
}

5. Android 的布局文件

布局文件位于 app/src/main/res/layout，代码如下：

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"tools:context=".Hero"><!--占位--><TextViewandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="100dp" /><!--英雄名--><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="英雄名："android:textSize="30sp"/><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="月半泉"android:textSize="30sp"/></LinearLayout><!--体力值--><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="体力值："android:textSize="30sp"/><TextViewandroid:id="@+id/t_MP"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="100"android:textSize="30sp"/><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="/100"android:textSize="30sp"/></LinearLayout><!--状态--><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="状态："android:textSize="30sp"/><TextViewandroid:id="@+id/t_state"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="休息状态"android:textSize="30sp"/></LinearLayout><!--&lt;!&ndash;占位&ndash;&gt;--><!--<TextView--><!--android:layout_width="match_parent"--><!--android:layout_height="100dp" />--><pl.droidsonroids.gif.GifImageViewandroid:id="@+id/doingGif"android:layout_width="200dp"android:layout_height="200dp"android:layout_gravity="center"android:src="@drawable/rest"/><Buttonandroid:id="@+id/b_rest"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"android:text="进行休息"android:textSize="30sp" /><Buttonandroid:id="@+id/b_defense"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"android:text="进行防御"android:textSize="30sp"/><Buttonandroid:id="@+id/b_normalAttack"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"android:text="普通攻击"android:textSize="30sp"/><Buttonandroid:id="@+id/b_skillAttack"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"android:text="技能攻击"android:textSize="30sp"/></LinearLayout>

6. Android 程序声明文件

程序声明文件位于 app/src/,代码如下：

AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"package="com.yuebanquan.statepattern"><applicationandroid:allowBackup="true"android:icon="@mipmap/ic_launcher"android:label="@string/app_name"android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"android:supportsRtl="true"android:theme="@style/AppTheme"><activity android:name=".Hero"><intent-filter><action android:name="android.intent.action.MAIN" /><category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /></intent-filter></activity></application></manifest>

7. Android 的 build.gradle

位置在 app/，指定生成的 apk 名称以及引入的模块，代码如下：

build.gradle

apply plugin: 'com.android.application'android {compileSdkVersion 28defaultConfig {applicationId "com.yuebanquan.statepattern"minSdkVersion 15targetSdkVersion 28versionCode 1versionName "1.0"testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"vectorDrawables.useSupportLibrary = true}buildTypes {release {minifyEnabled falseproguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'}}
}android.applicationVariants.all {variant ->variant.outputs.all {// 此处指定生成的apk文件名outputFileName = "大作业(状态模式).apk"}
}dependencies {implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])implementation 'com.android.support:appcompat-v7:28.0.0'implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.3'implementation 'com.android.support:design:28.0.0'implementation 'com.android.support:support-vector-drawable:28.0.0'testImplementation 'junit:junit:4.12'androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:1.0.2'androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:3.0.2'//显示GifView模块implementation 'pl.droidsonroids.gif:android-gif-drawable:1.2.7'
}