行为型-状态模式

概述

状态模式（State Pattern）允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

适用场景

• 对象的行为依赖于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为
• 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句

角色组成

• Context（环境类）：维护一个State实例，定义当前状态
• State（抽象状态）：定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为
• ConcreteState（具体状态）：实现与Context的一个状态相关的行为

代码实现

1. 抽象状态

public interface OrderState {
    void handle(OrderContext context);
    String getStateName();
}

2. 具体状态

// 待支付
public class PendingPayState implements OrderState {
    @Override
    public void handle(OrderContext context) {
        System.out.println("订单待支付，进行支付...");
        context.setState(new PaidState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "待支付";
    }
}

// 已支付
public class PaidState implements OrderState {
    @Override
    public void handle(OrderContext context) {
        System.out.println("订单已支付，准备发货...");
        context.setState(new ShippedState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "已支付";
    }
}

// 已发货
public class ShippedState implements OrderState {
    @Override
    public void handle(OrderContext context) {
        System.out.println("订单已发货，等待收货...");
        context.setState(new ReceivedState());
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "已发货";
    }
}

// 已收货
public class ReceivedState implements OrderState {
    @Override
    public void handle(OrderContext context) {
        System.out.println("订单已完成");
    }
    
    @Override
    public String getStateName() {
        return "已收货";
    }
}

3. 环境类

public class OrderContext {
    private OrderState state;
    
    public OrderContext() {
        this.state = new PendingPayState();
    }
    
    public void setState(OrderState state) {
        this.state = state;
    }
    
    public void handle() {
        System.out.println("当前状态: " + state.getStateName());
        state.handle(this);
    }
}

4. 客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        OrderContext order = new OrderContext();
        
        order.handle();  // 待支付 -> 已支付
        order.handle();  // 已支付 -> 已发货
        order.handle();  // 已发货 -> 已收货
        order.handle();  // 已完成
    }
}

# 输出
当前状态: 待支付
订单待支付，进行支付...
当前状态: 已支付
订单已支付，准备发货...
当前状态: 已发货
订单已发货，等待收货...
当前状态: 已收货
订单已完成

类图

状态模式 vs 策略模式

特性	状态模式	策略模式
关注点	状态转换	算法替换
状态变化	自动切换	客户端指定
对象感知	知道其他状态	不知道其他策略
使用场景	状态机	算法选择

优缺点

优点：

• 封装了转换规则
• 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中
• 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体

缺点：

• 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数
• 状态模式的结构与实现都较为复杂