Состояние на Go

Состояние — это поведенческий паттерн, позволяющий динамически изменять поведение объекта при смене его состояния.

Поведения, зависящие от состояния, переезжают в отдельные классы. Первоначальный класс хранит ссылку на один из таких объектов-состояний и делегирует ему работу.

Подробней о паттерне Состояние

Концептуальный пример

Давайте применим паттерн проектирования Состояние в контексте торговых автоматов. Для упрощения задачи представим, что торговый автомат может выдавать только один товар. Также представим, что автомат может пребывать только в одном из четырех состояний:

hasItem (имеетПредмет)
noItem (неИмеетПредмет)
itemRequested (выдаётПредмет)
hasMoney (получилДеньги)

Торговый автомат может иметь различные действия. Опять-таки, для простоты оставим только четыре из них:

Выбрать предмет
Добавить предмет
Ввести деньги
Выдать предмет

Паттерн Состояние нужно использовать в случаях, когда объект может иметь много различных состояний, которые он должен менять в зависимости от конкретного поступившего запроса.

В нашем примере, автомат может быть в одном из множества состояний, которые непрерывно меняются. Припустим, что торговый автомат находится в режиме itemRequested. Как только произойдет действие «Ввести деньги», он сразу же перейдет в состояние hasMoney.

В зависимости от состояния торгового автомата, в котором он находится на данный момент, он может по-разному отвечать на одни и те же запросы. Например, если пользователь хочет купить предмет, машина выполнит действие, если она находится в режиме hasItemState, и отклонит запрос в режиме noItemState.

Программа торгового автомата не захламлена этой логикой; весь режимозависимый код обитает в реализациях соответствующих состояний.

vendingMachine.go: Контекст

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: Интерфейс состояния

package main

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

noItemState.go: Конкретный интерфейс

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: Конкретный интерфейс

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: Конкретный интерфейс

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: Конкретный интерфейс

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: Клиентский код

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: Результат выполнения

Item requestd
Money entered is ok
Dispensing Item

Adding 2 items

Item requestd
Money entered is ok
Dispensing Item

По материалам: Golang By Example