从状态类访问上下文类的私有字段

问题描述

我对状态模式的实现感到困惑。在这种模式下，我们应该将状态管理提取到单独的类中。乍一看，它使我们能够避免在域实体内部进行大型if ... else ...构造，并且它确实具有强大的优势。我们可以将所有条件检查移到状态类中并清除我们的域实体类。

但是如何在不违反封装原理的情况下修改封装在域对象中的数据？

例如，考虑Account实体。以简化的方式，它具有两种可能的状态-Active和Blocked以及用于存款和取款的方法。

在州模式下，我们应该将充值和提款职责委托给州类别。 UML diagram here。

但是我们如何修改money实现中的state和AccountState字段？我只看到有公众支持者的方式。但这违反了封装原理。通过这种方法，我还可以将私有字段更改为公共字段。

代码示例：

class Account {
  private int money;
  private AccountState state;

  public Account() {
    this.money = 0;
    this.state = new Active();
  }

  public void deposit(int amount) {
    this.state.deposit(this,amount);
  }

  public void withdraw(int amount) {
    this.state.withdraw(this,amount);
  }

  public int getMoney() {
    return this.money;
  }

  public AccountState getState() {
    return this.state;
  }
}

interface AccountState {
  public void deposit(Account account,int amount);
  public void withdraw(Account account,int amount);
}

class Active implements AccountState {
  public void deposit(Account account,int amount) {
    // How to change account money and state without setters and public fields usage?
  }
  
  public void withdraw(Account account,int amount) {
    if (account.getState() instanceof Blocked) {
      throw new RuntimeException("Money could not be withdrawn. Account is blocked.");
    }

    if (account.getMoney() - amount <= 0) {
      throw new RuntimeException("Money could not be withdrawn. Insufficient funds.");
    }

    // How to change account money and state without setters and public fields usage?
  }
}

class Blocked implements AccountState {
  public void deposit(Account account,int amount) {
    // How to change account money and state without setters and public fields usage?
  }

  public void withdraw(Account account,int amount) {
    if (account.getMoney() - amount <= 0) {
      throw new RuntimeException("Money could not be withdrawn. Insufficient funds.");
    }

    // How to change account money and state without setters and public fields usage?
  }
}

这是一个非常简化的示例，但它很好地反映了我的问题。不幸的是，我找不到一个好的解决方案。我看到的所有示例都使用公共设置器或公共字段。另外，我从Joshua Kerievsky的Refactoring to Patterns书中看到了一个例子。他提供了使用带有包级别访问权限的setter（没有private，public或protected之类的访问修饰符）。因此，我们可以从与域实体位于同一包中的状态类更改实体数据，而不能从其他包中进行更改。但是这种方法使用的是特定于语言的功能-程序包级访问。在其他语言（如PHP）中，它将不起作用。我正在寻找一种概念上的解决方案。

任何人都可以展示解决此问题的实际生产示例吗？我真的很感激。

解决方法

公共setter（或实际上通常是setter，而不管访问修饰符如何）都不会违反封装。封装意味着我们建立了类，因此只有具有变量的类中的方法才能引用实例变量。因此，在正确封装的类中，如果调用者想要修改类字段，则要求他们使用这些方法。

,

要仅允许来自特定类的调用，可以使用反射。

Java中的示例： How to get the caller class in Java

PHP中的示例： https://stackoverflow.com/a/6927569/724099

,

我会：

• 将money移到AccountState中（因为在这个示例中AccountState在money的作用下很大）
• 提供一种以您规定的方式操纵Account的方法。这可以通过类似Account#transact(String label,double amount)的方法进行，使您可以在不暴露成员的情况下操纵天平。
• 将AccountState删除为冗余类，因为类的字段表示对象的状态。

第二个也可以通过函数API完成，但是不要将类成员的 mutability 与破坏封装混淆；封装的目的是禁止不必要的行为（例如任意数学或访问内部集合）。这样可以防止类进入错误状态。

,

有许多方法可以解决此问题，具体取决于您需要每个状态实例执行的操作。在此特定示例中，我将money的字段值传递给AccountState而不是整个Account对象。

这是一个使用枚举的示例，但显然可以是带有接口的两个单独的类。

public class Account {
    private int balance = 0;
    private AccountState currentState = AccountState.ACTIVE;

    public int deposit(int amount) {
        balance = currentState.deposit(balance,amount);
        return balance;
    }

    public int withdraw(int amount) {
        balance = currentState.withdraw(balance,amount);
        return balance;
    }

    public AccountState activate() {
        this.currentState = AccountState.ACTIVE;
        return currentState;
    }

    public AccountState block() {
        this.currentState = AccountState.BLOCKED;
        return currentState;
    }

    enum AccountState {
        ACTIVE {
            @Override int deposit(int balance,int amount) {
                return balance + amount;
            }
            @Override int withdraw(int balance,int amount) {
                int newBalance = balance - amount;
                if (newBalance >= 0) {
                    return newBalance;
                }
                throw new IllegalArgumentException("Withdrawal amount is greater than balance.");
            }
        },BLOCKED {
            @Override int deposit(int balance,int amount) {
                throw new UnsupportedOperationException("Account is blocked.");
            }
            @Override int withdraw(int balance,int amount) {
                throw new UnsupportedOperationException("Account is blocked.");
            }
        };
        abstract int deposit(int balance,int amount);
        abstract int withdraw(int balance,int amount);
    }
}

在OP中的代码将难以应用OOP模式的一个线索是，业务逻辑方法（deposit和withdraw）返回void。除了使用void方法进行程序编程以外，很难做其他任何事情。使您的方法返回适当的值，您将可以更轻松地编写自然交互的类。