Java设计模式之状态模式

概念和作用

状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，使得对象看起来像是修改了它的类。核心思想是将状态相关的行为封装到独立的状态类中，并通过委托方式动态切换状态逻辑。其作用是：

1.消除大量条件分支（如 if-else）。

2.将状态转换逻辑局部化到具体状态类中。

3.提高代码可维护性和扩展性（符合开闭原则）。

使用场景

1.对象行为依赖多个状态，且状态转换频繁。

2.需要消除大量状态判断分支（如电商订单、游戏角色状态）。

3.需要清晰分离不同状态的业务逻辑。

示例

订单状态场景分析------假设订单有以下状态和规则：

1.新建状态 (New)：可完成订单、可取消订单。

2.已完成状态 (Completed)：不可重复完成、不可取消。

3.已取消状态 (Cancelled)：不可完成、不可重复取消。

实现代码（状态模式版）

1.定义状态接口

复制代码

interface OrderState {
    void complete(Order order);
    void cancel(Order order);
}

2.实现具体状态类：新建、已完成、已取消

复制代码

// 新建状态
class NewState implements OrderState {
    @Override
    public void complete(Order order) {
        System.out.println("订单完成！");
        order.setState(new CompletedState());
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        System.out.println("订单已取消！");
        order.setState(new CancelledState());
    }
}

// 已完成状态
class CompletedState implements OrderState {
    @Override
    public void complete(Order order) {
        System.out.println("已完成订单不可重复完成！");
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        System.out.println("已完成订单不可取消！");
    }
}

// 已取消状态
class CancelledState implements OrderState {
    @Override
    public void complete(Order order) {
        System.out.println("已取消订单不可完成！");
    }

    @Override
    public void cancel(Order order) {
        System.out.println("已取消订单不可重复取消！");
    }
}

3.订单类

复制代码

class Order {
    private OrderState state;

    public Order() {
        this.state = new NewState(); // 初始状态
    }

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

    // 委托给当前状态处理
    public void complete() {
        state.complete(this);
    }

    public void cancel() {
        state.cancel(this);
    }
}

4.测试类

复制代码

public class StatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = new Order();
        
        order.complete(); // 输出：订单完成！
        order.cancel();   // 输出：已完成订单不可取消！

        order = new Order();
        order.cancel();   // 输出：订单已取消！
        order.complete(); // 输出：已取消订单不可完成！
    }
}

优缺点

|----------------------|--------------|
| 优点 | 缺点 |
| 消除复杂的条件判断 | 增加类的数量 |
| 状态转换逻辑集中管理 | 小规模场景可能过度设计 |
| 符合开闭原则（新增状态无需修改现有代码） | 状态间依赖可能增加复杂度 |

不使用状态模式的实现

复制代码

class Order {
    private String state; // "NEW", "COMPLETED", "CANCELLED"

    public void complete() {
        if ("NEW".equals(state)) {
            System.out.println("订单完成！");
            state = "COMPLETED";
        } else if ("COMPLETED".equals(state)) {
            System.out.println("已完成订单不可重复完成！");
        } else if ("CANCELLED".equals(state)) {
            System.out.println("已取消订单不可完成！");
        }
    }

    public void cancel() {
        if ("NEW".equals(state)) {
            System.out.println("订单已取消！");
            state = "CANCELLED";
        } else if ("COMPLETED".equals(state)) {
            System.out.println("已完成订单不可取消！");
        } else if ("CANCELLED".equals(state)) {
            System.out.println("已取消订单不可重复取消！");
        }
    }
}

问题

1.违反开闭原则：新增状态需修改所有方法。

2.条件分支膨胀，难以维护。

3.状态逻辑分散，无法复用。