设计模式——状态模式

状态模式（State Pattern）是一种行为型设计模式，它允许对象在内部状态改变时改变其行为。该模式通过将不同状态下的行为封装到不同的具体状态类中，使得一个对象在其内部状态改变时可以改变它的行为。

原理

• 环境角色（Context）: 它定义了客户端需要的接口，并且维护了一个当前状态实例。这个环境类也可以包含一些与所有状态相关的行为。
• 抽象状态角色（State）: 定义了一个接口以封装与特定上下文相关的行为。通常会有一个或多个方法来处理来自环境角色的消息，同时可以定义一个方法用于改变上下文的状态。
• 具体状态角色（Concrete State）: 每个具体状态类都实现了抽象状态角色定义的接口，每个类对应一种具体的上下文状态，并负责在相应状态下处理请求。

Java代码示例

// 抽象状态角色
public abstract class OrderState {
    protected Order order;

    public void setOrder(Order order) {
        this.order = order;
    }

    // 抽象方法，由具体状态实现
    public abstract void process();
}

// 具体状态角色 - 待支付状态
public class UnpaidState extends OrderState {
    @Override
    public void process() {
        System.out.println("Processing unpaid state, sending payment request...");
        // 更改状态至已支付状态
        order.setState(new PaidState());
    }
}

// 具体状态角色 - 已支付状态
public class PaidState extends OrderState {
    @Override
    public void process() {
        System.out.println("Processing paid state, preparing for shipping...");
        // 更改状态至待发货状态
        order.setState(new ShippedState());
    }
}

// 省略其他具体状态...

// 环境角色 - 订单
public class Order {
    private OrderState state;

    public void setState(OrderState state) {
        state.setOrder(this);
        this.state = state;
    }

    public void processOrder() {
        state.process();
    }
}

// 使用示例
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = new Order();
        order.setState(new UnpaidState());  // 设置初始状态为待支付
        order.processOrder();  // 处理订单，状态变化并触发相应操作
    }
}

想象一下你正在经营一家网店，客户下单后，订单的状态会从“待支付”变成“已支付”，然后变成“待发货”等等。状态模式就是将这些不同的阶段分别封装成不同的状态类，在每个阶段下订单有不同的处理逻辑。例如，当订单处于“待支付”状态时，系统会尝试进行收款；而在“已支付”状态下，则开始准备商品打包发货。

应用场景

• 订单流程：订单可能有多种状态（如待支付、已支付、待发货、已发货等），每种状态下订单的行为和可执行的操作都不同。
• 游戏人物状态切换：游戏角色可能有不同的战斗状态（普通攻击、防御、冲刺等），每种状态下的动作和响应都不一样。

适用性

• 对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变其行为。
• 需要避免使用大量的条件语句（if-else 或 switch-case）来决定对象的行为。
• 一个对象在其生命周期内可能会经历一系列的状态转换，而这些状态之间的转换规则相对复杂。