【设计模式-状态模式】

定义

状态模式（State Pattern）是一种行为型设计模式，允许对象在其内部状态改变时改变其行为。该模式将状态的变化封装在状态对象中，从而使得对象的行为随着状态的变化而变化。

UML图

角色

• Context（上下文）：持有一个当前状态的引用，并提供一个方法来改变状态。
• State（状态接口）：定义一个接口，用于在不同状态下执行的行为。
• ConcreteState（具体状态）：实现状态接口，定义在此状态下具体的行为。

代码

// 状态接口
interface State {
    void handle(Context context);
}

// 上下文类
class Context {
    private State currentState;

    public Context(State initialState) {
        currentState = initialState;
    }

    public void setState(State state) {
        currentState = state;
    }

    public void request() {
        currentState.handle(this);
    }
}

// 具体状态 A
class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        System.out.println("Handling request in State A.");
        context.setState(new ConcreteStateB()); // 切换到状态 B
    }
}

// 具体状态 B
class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        System.out.println("Handling request in State B.");
        context.setState(new ConcreteStateA()); // 切换到状态 A
    }
}

// 测试状态模式
public class StatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context(new ConcreteStateA());

        context.request(); // 输出: Handling request in State A.
        context.request(); // 输出: Handling request in State B.
        context.request(); // 输出: Handling request in State A.
    }
}

优点

• 简化代码：将与状态相关的行为封装在状态类中，减少了条件语句的复杂性。
• 状态易扩展：添加新状态时，只需增加新的状态类，而不需要修改已有的代码。
• 单一职责原则：每个状态的行为独立，符合单一职责原则。

缺点

• 状态类数量增多：每个状态都需要一个类，可能导致类数量增加，增加管理难度。
• 上下文与状态紧密耦合：上下文和状态之间的耦合较强，可能影响系统的灵活性。

适用场景

• 对象行为变化：如一个订单状态（待付款、已付款、已发货、已完成）在不同状态下的行为不同。
• 有限状态机：如游戏中的角色状态（静止、移动、攻击）。
• 工作流管理：如审批流程中各个状态之间的转换。