Java设计模式----------状态模式

1、介绍

状态模式的思想是将状态以及状态间的转换规则（状态机）和状态对应的特性行为封装成为一个对象，使用该对象装配环境类（context），以达到进行状态切换的时候能够自动变更context的某些行为（context的行为主要依靠状态的行为）。

实现：状态模式中一般存在三种角色：抽象状态接口，具体状态类和环境类（context）。

• 抽象状态接口：抽象接口中定义状态类的通用方法
• 具体状态类：实现状态接口的方法，其中需要包含状态转换关系和对应的执行逻辑，并将新的状态更新到context上。
• 环境类（context）：依赖状态类，根据状态类表示的状态的切换，执行对应的逻辑。

应用场景：状态模式存在一些条件限制。

• 状态类是有限的，因为需要枚举创建所有的状态类。
• 状态的切换是单/双链表或者循环单/双链表形式的（如果是树形，就不方便确定下一个状态是什么了）。
• 每种状态对应着不同的执行逻辑。

生活中存在很多这种单/双链状态的场景。比如说国务院的新政策，是一级一级向下进行传递的，到达不同级别的地方，代表一种状态，那么每种状态对应的执行逻辑也就不一样了（省人大和市人大）。比如说游戏中的等级称号，是单向（或者双向）变化的，每种级别的活动权限都不一样。比如说购物中订单的状态，也是单向变化的，订单状态的不同会导致给用户提示的信息是不同的。

2、案例

2.1、背景

以购物过程中订单的状态为例，讲一下状态模式。购物过程中，订单一般有这几种状态，待付款，待出库，待评价，完成。不同的状态下，用户看到的提示信息是不同的（行为不同）。

2.2、实现

抽象状态接口

public interface OrderState
{
    void action(Context context);
    void doPrint();
}

具体状态类

public class PendingPaymentState implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new PendingDeliveryOrder());
    }

    @Override
    public void doPrint()
    {
        System.out.println("快掏钱呀！");
    }
}

public class PendingDeliveryOrder implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new PendingEvaluation());
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("等着收货把！");
    }
}

public class PendingEvaluation implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new CompletedOrder());
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("赶紧给评价！");
    }
}

public class CompletedOrder implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(null);
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("订单完成了！");
    }
}

环境类

public class Context
{
    private OrderState orderState;

    public Context(OrderState orderState)
    {

        this.orderState = orderState;
    }

    public void setOrderState(OrderState orderState)
    {
        this.orderState = orderState;
    }

    public void action()
    {
        this.orderState.action(this);
    }

    public void printInfo()
    {
        if (this.orderState != null)
        {
            this.orderState.doPrint();
        }
    }
}

验证程序

public class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        OrderState orderState = new PendingPaymentState();
        Context context = new Context(orderState);
        context.printInfo();

        //用户付款
        context.action();
        context.printInfo();

        //用户签收
        context.action();
        context.printInfo();

        //用户评价
        context.action();
        context.printInfo();
    }
}

输出结果

快掏钱呀！
等着收货把！
赶紧给评价！
订单完成了！

Process finished with exit code 0

3、总结

状态模式的核心就是封装状态，状态切换规则和对应的执行逻辑到一个类中，从而使得环境类中能够通过优雅而统一的调用。

优点：封装了状态切换规则和执行逻辑到单独的类，环境类中可以进行统一而便捷的处理。

缺点：当状态较多的时候会产生较多的状态类。不能较好支持开闭原则，当新增状态类的时候，还需要修改与之相邻的状态类（相当于状态机插入）。

状态模式和策略模式的结构是比较相似的，但是两者却存在较大区别。策略模式是对算法或者策略建模，不涉及算法之间的切换。而状态模式是对状态进行建模，涉及状态之间的切换，其实就是状态机的模型，每种状态对应不同的处理逻辑。