设计模式学习：2、状态模式实现订单状态流转

支付场景中的状态流转

在开发电商支付模块时，我们常遇到这样的状态流转需求：

• 订单需要经历 待支付 → 支付中 → 支付成功/失败 → 退款处理 的完整生命周期。
• 不同状态下可执行的操作不同（例如只有支付成功才能退款）。
• 状态转换需要触发附加操作（支付成功要发通知、更新库存）。

传统的 if-else 或 switch 实现方式会导致：

• 代码臃肿，维护困难
• 状态转换逻辑分散
• 新增状态需要修改大量现有代码

此时，状态模式（State Pattern）是这些问题的最佳解决方案。

状态模式核心思想

通过将状态抽象为独立类，实现两大关键特性：

1. 行为状态化 ：不同状态下相同的操作产生不同结果
2. 转换自动化 ：状态对象自行决定下一个状态

状态模式实现

1. 状态接口设计

// 订单状态抽象接口
public interface IOrderState
{
    void Process(OrderContext context);
    void Cancel(OrderContext context);
    void Refund(OrderContext context);
}

// 订单上下文（维护当前状态）
public class OrderContext
{
    private IOrderState _currentState;
    public string OrderId { get; } = Guid.NewGuid().ToString();
    
    public OrderContext(IOrderState initialState)
    {
        TransitionTo(initialState);
    }

    public void TransitionTo(IOrderState state)
    {
        Console.WriteLine($"订单状态变更：{_currentState?.GetType().Name} → {state.GetType().Name}");
        _currentState = state;
    }

    public void ProcessPayment() => _currentState.Process(this);
    public void CancelOrder() => _currentState.Cancel(this);
    public void RequestRefund() => _currentState.Refund(this);
}

2. 具体状态类实现
   待支付状态：

public class PendingState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("开始支付处理...");
        // 调用支付网关接口
        context.TransitionTo(new ProcessingState());
    }

    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已取消");
        context.TransitionTo(new CanceledState());
    }

    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("待支付订单不能退款");
        throw new InvalidOperationException("待支付订单不能退款");
    }
}

支付中状态：

public class ProcessingState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("支付处理中...");
        context.TransitionTo(new PaidState());
    }

    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("支付处理中，不可取消订单...");
        throw new InvalidOperationException("支付处理中，不可取消订单...");
    }

    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("支付未完成不能退款");
        throw new InvalidOperationException("支付未完成不能退款");
    }
}

支付成功状态:

public class PaidState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已完成支付");
        throw new InvalidOperationException("订单已完成支付");
    }

    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("已支付订单需走退款流程");
        throw new InvalidOperationException("已支付订单需走退款流程");
    }

    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("发起退款申请...");
        // 调用退款接口
        context.TransitionTo(new RefundingState());
    }
}

退款中状态：

public class RefundingState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("退款处理中...");
        context.TransitionTo(new RefundedState());
    }

    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("退款处理中，不可取消订单...");
        throw new InvalidOperationException("退款处理中，不可取消订单...");
    }

    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("退款处理中，不可重复退款");
        throw new InvalidOperationException("退款处理中，不可重复退款");
    }
}

退款完成状态：

public class RefundedState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("退款完成，订单已取消");
        throw new InvalidOperationException("退款完成，订单已取消");
    }
    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已退款，无需取消");
        throw new InvalidOperationException("订单已退款，无需取消");
    }
    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已退款，无需退款");
        throw new InvalidOperationException("订单已退款，无需退款");
    }
}

订单取消状态：

public class CanceledState : IOrderState
{
    public void Process(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已取消，无需支付");
        throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需支付");
    }

    public void Cancel(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已取消，无需取消");
        throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需取消");
    }

    public void Refund(OrderContext context)
    {
        Console.WriteLine("订单已取消，无需退款");
        throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需退款");
    }
}

完整状态流转示例

var order = new OrderContext(new PendingState());

order.ProcessPayment();  // 进入ProcessingState
order.RequestRefund();   // 输出警告信息

// 模拟支付成功回调
order.TransitionTo(new PaidState());
order.RequestRefund();   // 进入RefundingState

相关代码：https://github.com/huangmingji/design-pattern-learning/tree/main/design-pattern-learning-2