【设计模式】状态模式

状态模式（State Pattern）

概念：

· 允许一个对象在内部状态发生改变时，改变它的行为；

· 把状态相关的行为放到独立的状态类里，通过切换状态对象来改变上下文行为；

· 目的是为了避免使用大量的if/else或switch判断状态；

UML结构：

        ┌─────────────────┐
        │   StateBase     │   ← 抽象状态
        │ + Handle()      │
        └─────────────────┘
             ▲        ▲
             │        │
 ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐
 │   IdleState     │ │   RunState      │  ← 具体状态
 │ + Handle()      │ │ + Handle()      │
 └─────────────────┘ └─────────────────┘

        ┌─────────────────────────┐
        │     StateController     │  ← 环境（上下文）
        │ - _currentState         │
        │ - _stateBases           │
        │ + ChangeState<T>()      │
        └─────────────────────────┘

代码示例：

/// <summary>
/// 状态基类
/// </summary>
public abstract class StateBase
{
    public abstract void Handle();
}

/// <summary>
/// 待机状态
/// </summary>
public class IdleState : StateBase
{
    public override void Handle()
    {
        Console.WriteLine("进入Idle状态");
    }
}

/// <summary>
/// 奔跑状态
/// </summary>
public class RunState : StateBase
{
    public override void Handle()
    {
        Console.WriteLine("进入Run状态");
    }
}

/// <summary>
/// 状态控制类
/// </summary>
public class StateController
{
    private Dictionary<Type, StateBase> _stateBases = new(); // 状态映射表
    private StateBase _currentState; // 当前状态

    public StateController(StateBase currentState)
    {
        _stateBases.TryAdd(currentState.GetType(), currentState);
        this._currentState = currentState;
        _currentState.Handle();
    }

    public void ChangeState<T>() where T : StateBase, new()
    {
        if (_stateBases.TryGetValue(typeof(T), out var state) && state != null)
        {
            _currentState = state;
        }
        else
        {
            _currentState = new T();
            _stateBases.TryAdd(typeof(T), _currentState);
        }
        _currentState.Handle();
    }
}

/// <summary>
/// 客户端
/// </summary>
public class Client
{
    public static void Main()
    {
        StateController stateController = new(new IdleState());

        stateController.ChangeState<RunState>();
    }
}

特点：
优点：

· 代码更清晰，避免了大量 if/else 状态判断;

· 每个状态独立，修改和扩展容易；

· 符合开闭原则（新增状态时不用修改旧逻辑）；
缺点：

· 随着状态类的增加会导致系统复杂性随之增加；

适用场景：

· 对象的行为依赖于它的状态，并且在运行时可以改变行为；

· 游戏角色状态；

· 网络连接状态；

举例场景：

· 文档工作流（审批流）：草稿 -> 审批中 -> 已通过 -> 已拒绝；

· 自动售卖机：待机 -> 投币 -> 选择商品 -> 出货 -> 找零；