【计划模式】三十一、状态模式

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https://github.com/tyronczt/design-mode-learn

  
一、模式焦点头脑

状态模式（State Pattern）是一种行为型计划模式，允许对象在其内部状态改变时改变自身行为。其焦点头脑是将对象的状态抽象为独立类，通过委托状态对象处理与状态相关的逻辑，从而消除复杂的条件判断语句（如if-else或switch-case），提升代码的可维护性和扩展性。
二、模式布局

状态模式包罗三个焦点角色：
角色职责Java实现示例Context（上下文）维护当前状态对象的引用，并将状态相关操作委托给具体状态类持有State接口实例，提供状态切换方法（如setState()）State（状态接口）定义状态行为的抽象方法，约束具体状态类的实现接口或抽象类（如OrderState接口定义handleState()方法）ConcreteState（具体状态）实现特定状态下的行为逻辑，并触发状态转换实现State接口的类（如PayOrder处理付出状态逻辑）

三、Java代码示例：订单状态管理

以下是一个简化的订单状态流转示例，展示状态模式的现实应用：
1. 定义状态接口

1. public interface IOrderState {
2.     /**
3.      * 处理订单上下文
4.      */
5.     void handle(OrderContext context);
6. }

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2. 实现具体状态类

1. // 待支付状态
2. public class PendingPaymentState implements IOrderState {
3.     // 实现接口中的handle方法
4.     @Override
5.     public void handle(OrderContext context) {
6.         System.out.println("订单待支付，跳转支付页面...");
7.         context.setState(new PaidState()); // 状态切换
8.     }
9. }
11. // 已支付状态
12. public class PaidState implements IOrderState {
13.     @Override
14.     public void handle(OrderContext context) {
15.         System.out.println("订单已支付，准备发货...");
16.         context.setState(new ShippedState());
17.     }
18. }
20. // 已发货状态
21. public class ShippedState implements IOrderState {
22.     @Override
23.     public void handle(OrderContext context) {
24.         System.out.println("订单已发货，待收货...");
25.     }
26. }

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3. 上下文类（Context）

1. public class OrderContext {
2.     private IOrderState state;
4.     public void setState(IOrderState state) {
5.         this.state = state;
6.     }
8.     public void process() {
9.         state.handle(this);
10.     }
11. }

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4. 客户端调用

1. public class Client {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         // 创建一个订单上下文实例
4.         OrderContext order = new OrderContext();
5.         // 设置订单的初始状态为待支付
6.         order.setState(new PendingPaymentState());
8.         order.process(); // 输出：订单待支付，跳转支付页面...
9.         order.process(); // 输出：订单已支付，准备发货...
10.         order.process(); // 输出：订单已发货，待收货...
11.     }
12. }

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5. 运行截图

四、状态模式的焦点上风

1. 消除复杂条件分支

• 问题：传统方式需通过大量if-else判断当前状态（如订单状态），代码臃肿且难以维护。
• 解决：每个状态封装独立类，逻辑清楚（如PendingState仅处理待付出逻辑）。
2. 高扩展性与维护性

• 新增状态：只需添加新状态类（如新增CanceledState），无需修改现有代码。
• 修改行为：仅需调解对应状态类的逻辑，避免牵一发而动全身。
3. 符合开闭原则（OCP）

• 对扩睁开放：新状态不影响原有系统。
• 对修改关闭：上下文类无需因状态增减而改动。
4. 状态转换显式化

• 状态流转由具体状态类控制（如PaidState触发向ShippedState的转换），逻辑集中且透明。
5. 提升代码复用性

• 公共逻辑可抽取至抽象类（如状态切换的公共方法），淘汰重复代码。
五、适用场景

• 多状态对象：如订单状态（待付出/已发货）、任务状态（举行中/已完成）。
  
• 行为依靠状态：如游戏角色状态（攻击/防御）触发差异动作。
  
• 需动态切换逻辑：如电梯运行状态（上行/停止）对应差异控制规则。
  

六、与其他模式的协作

• 战略模式：状态模式夸大状态驱动行为，战略模式侧重算法选择（如加密算法切换）。
• 观察者模式：结合使用可实现状态变更实时通知（如订单状态更新触发邮件通知）。
七、总结

状态模式通过解耦状态与行为，解决了复杂状态逻辑的维护难题。其上风在Java中尤为突出，结合接口和多态特性，能高效实现灵活的状态管理。现实开辟中，建议在状态较多或流转复杂的场景（如电商、游戏）优先接纳此模式。
   项目代码：https://github.com/tyronczt/design-mode-learn/tree/main/design-mode-learn-31
  参考

7.状态计划模式 - 掘金
状态计划模式

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