23种设计模式-状态(State)设计模式

状态设计模式

🚩什么是状态设计模式？
🚩状态设计模式的特点
🚩状态设计模式的结构
🚩状态设计模式的优缺点
🚩状态设计模式的Java实现
🚩代码总结
🚩总结

🚩什么是状态设计模式？

状态设计模式（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，看起来就像改变了它的类。

使用场景

有限状态机（如贩卖机、订单状态管理、流程控制等）
状态切换（如任务状态、权限控制、游戏角色状态等）
减少 if-else 逻辑，使代码更清晰

🚩状态设计模式的特点

封装状态：将状态封装为独立的类，使得状态切换更加清晰。
消除大量 if-else 语句，提高代码的可维护性。
状态与行为绑定，对象的行为取决于当前状态。
遵循开闭原则，增加新状态时无需修改已有代码。

🚩状态设计模式的结构

状态模式主要由以下角色组成：

Context（上下文）：维护当前状态，并定义状态切换的方法。
State（状态接口）：定义所有具体状态的公共接口。
ConcreteState（具体状态类）：实现 State 接口，并定义当前状态下的行为。

图例：

🚩状态设计模式的优缺点

✅ 优点

减少 if-else 语句，提高代码的可读性和可维护性。
状态变化时可以方便地扩展 ，符合 开闭原则。
将状态与具体行为解耦，使代码更清晰。

❌ 缺点

类的数量增加，每个状态都需要单独定义一个类。
如果状态过多，可能导致状态类泛滥。

🚩状态设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

创建状态接口State

java 复制代码

/**
 * @author hanso
 * @description: 状态接口
 * @date 2025-03-26 00:20:37
 * @version: 1.0
 */
public interface State {
    public void Handle(Context context);
}

定义两个具体的状态类型StateA和StateB，StateA表示有货，StateB表示无货

StateA

java 复制代码

/**
 * @author hanso
 * @description: 状态A 有货
 * @date 2025-03-26 00:22:37
 * @version: 1.0
 */
public class StateA implements State { // 有货
    @Override
    public void Handle(Context context) {
        int count = context.getCount();

        if (count >= 1) {
            System.out.println("购买成功！");
            context.setCount(count - 1);

            if (context.getCount() == 0){
                context.setState(new StateB());
            }
        } else {
            System.out.println("购买失败！");
        }
    }
}

StateB

java 复制代码

/**
 * @author hanso
 * @description: 状态B 无货
 * @date 2025-03-26 00:24:22
 * @version: 1.0
 */
public class StateB implements State { // 无货
    @Override
    public void Handle(Context context) {
        int count = context.getCount();

        if (count == 0) {
            System.out.println("购买失败！等待补货");

            context.setCount(5);
            System.out.println("补货成功，请重新购买");
            context.setState(new StateA());
        }
    }
}

创建上下文Context

java 复制代码

/**
 * @author hanso
 * @description: 上下文
 * @date 2025-03-26 00:21:08
 * @version: 1.0
 */
public class Context {// 贩卖机
    private int count;

    private State state;

    public Context() {
        count = 3;
        state = new StateA();
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void setCount(int count) {
        this.count = count;
    }

    public State getState() {
        return state;
    }

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

    public void Request() { // 购买一个饮料
        state.Handle(this);
    }
}

测试状态设计模式

java 复制代码

/**
 * @author hanso
 * @description: 测试状态模式
 * @date 2025-03-26 00:25:38
 * @version: 1.0
 */
public class StatePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context(); // count:3

        System.out.println(context.getState());

        context.Request(); // 购买一个饮料 count = 2
        context.Request(); // 购买一个饮料 count = 1
        context.Request(); // 购买一个饮料 count = 0

        System.out.println(context.getState());

        context.Request(); // 无货 等待补货 补货成功 count = 5

        System.out.println(context.getState());

        context.Request(); // 购买一个饮料 count = 4
        System.out.println(context.getCount());
    }
}

📌 运行结果

🚩代码总结

Context（上下文） 负责维护当前状态，并根据状态调用不同的行为。
State（状态接口） 定义了所有具体状态需要实现的方法。
StateA 和 StateB（具体状态类） 定义了不同状态下的行为。
状态切换 发生在 Handle() 方法中，当满足特定条件时，状态转换。

🚩总结

状态模式适用于有限状态机、任务管理等场景。
消除了 if-else 逻辑，使代码更加清晰。
状态变更时，只需新增状态类，不影响已有代码。

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