状态模式 (State Pattern)

状态模式（State）构架出一套完备的事物内部状态转换机制，并将内部状态包裹起来且对外部不可见，使其行为能随其状态的改变而改变，同时简化了事物的复杂的状态变化逻辑。

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。

**in short 将一个对象(水)的状态从该对象中分离出来, 封装到专门的状态类(固态, 液态, 气态)中 (用类来表示状态) ,使得对象状态可以灵活变化(状态切换doSwitct(Water context);) **

**例如 '坦克大战'中游戏暂停机制, 可将'游戏对象' 中的所有子弹, 坦克, 位置 朝向状态抽离出来, 可以随时暂停 随时恢复, 使得(游戏)对象状态可以灵活变化; **

再例如: 当温度变化导致水的状态发生变化时，它就会有不同的行为，如冰会滚动、水会流动、水蒸气则会漂浮，体积，单位质量均不一样.

水在0℃状态呈固态 体积小; 在常温下的呈液态 体积中，以及100℃以上时 呈气态 体积最大;

UML类图

代码实例

1. 水 (Context对象)

public class Water {
    private State state;

    public State getState() {
        return state;
    }
	//设置 状态
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
        this.state.doSwitct(this);
    }

    public void flow() {
        this.state.doFlow();
    }
    public void rolling() {
        this.state.doRolling();
    }
}

2.抽象状态定义及其特性实现 (固态, 液态,气态)

/**
 * 抽象状态定义
 **/
public interface State {
    /**
     * 状态切换
     */
    void doSwitct(Water context);
    /**
     * 流动 (状态特性方法)
     */
    void doFlow();
    /**
     * 滚动.. (状态特性方法)
     */
    void doRolling();
}

/**  
* 固态特性  
* @author yangfh  
* @date 2023-12-06 20:57  
**/  
public class SolidityState implements State{  
@Override  
public void doSwitct(Water context) {  
	System.out.println("将 "+ context+", 状态切换为固态");  
}  
  
@Override  
public void doFlow() {  
	System.out.println("当前是固态, 也不能流动...");  
}  
  
@Override  
public void doRolling() {  
	System.out.println("当前是固态, 飞砂走石");  
}  
}

/**  
* 液态特性  
* @author yangfh  
* @date 2023-12-06 20:57  
**/  
public class LiquidState implements State{  
@Override  
public void doSwitct(Water context) {  
	System.out.println("将 "+ context+", 状态切换为液态");  
}  
  
@Override  
public void doFlow() {  
	System.out.println("当前是液态, 小桥流水人家..");  
}  
  
@Override  
public void doRolling() {  
	System.out.println("当前是液态, 不能滚动");  
}  
}

  
/**  
* 气态特性  
* @author yangfh  
* @date 2023-12-06 20:57  
**/  
public class GaseousState implements State{  
@Override  
public void doSwitct(Water context) {  
	System.out.println("将 "+ context+", 状态切换为气态");  
}  
  
@Override  
public void doFlow() {  
	System.out.println("当前是气态, 不能流动");  
}  
  
@Override  
public void doRolling() {  
	System.out.println("当前是气态, 不能滚动");  
}  
}

3.测试

public static void main(String[] args) {  
  
	System.out.println("========常温环境=========");  
	// 常温环境: 液态状态  
	State state = new LiquidState();  
	//水 (Context)Water content = new Water();  
	content.setState(state);  
	content.flow();  
	content.rolling();  
	System.out.println("========低温环境=========");  
	State state2 = new SolidityState();  
	content.setState(state2);//设置状态  
	content.flow();  
	content.rolling();  
}
/**out
========常温环境=========
将 org.yang.mca.pattern21.Water@6b71769e, 状态切换为液态
当前是液态, 小桥流水人家..
当前是液态, 不能滚动
========低温环境=========
将 org.yang.mca.pattern21.Water@6b71769e, 状态切换为固态
当前是固态, 也不能流动, 只能滚动...
当前是固态, 飞砂走石
**/

状态模式总结

关键角色

1. 上下文对象 Water
2. 状态抽象 State
3. 具体状态实现 SolidityState (将上下文对象, 传递过来切换其状态)

状态模式优缺点

1) 状态模式的优点：

• 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
• 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。

2) 状态模式的缺点:

• 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，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
• 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好 (添加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码)

状态模式适用使用场景

• 对象根据自身状态的变化来进行不同行为的操作时， 比如，购物订单状态。
• 对象需要根据自身变量的当前值改变行为，不期望使用大量 if-else 语句时， 比如，商品库存状态。
• 对于某些确定的状态和行为，不想使用重复代码时， 比如，某一个会员当天的购物浏览记录。