【设计模式】三十一、状态模式

系列文章|源码

https://github.com/tyronczt/design-mode-learn

文章目录

- 系列文章|源码
- 一、模式核心思想
- 二、模式结构
- 三、Java代码示例：订单状态管理
- - 1. 定义状态接口
  - 2. 实现具体状态类
  - 3. 上下文类（Context）
  - 4. 客户端调用
  - 5. 运行截图
- 四、状态模式的核心优势
- - 1. 消除复杂条件分支
  - 2. 高扩展性与维护性
  - 3. 符合开闭原则（OCP）
  - 4. 状态转换显式化
  - 5. 提升代码复用性
- 五、适用场景
- 六、与其他模式的协作
- 七、总结
- 参考

一、模式核心思想

状态模式（State Pattern）是一种行为型设计模式，允许对象在其内部状态改变时改变自身行为。其核心思想是将对象的状态抽象为独立类，通过委托状态对象处理与状态相关的逻辑，从而消除复杂的条件判断语句（如if-else或switch-case），提升代码的可维护性和扩展性。

二、模式结构

状态模式包含三个核心角色：

角色	职责	Java实现示例
Context（上下文）	维护当前状态对象的引用，并将状态相关操作委托给具体状态类	持有`State`接口实例，提供状态切换方法（如`setState()`）
State（状态接口）	定义状态行为的抽象方法，约束具体状态类的实现	接口或抽象类（如`OrderState`接口定义`handleState()`方法）
ConcreteState（具体状态）	实现特定状态下的行为逻辑，并触发状态转换	实现`State`接口的类（如`PayOrder`处理支付状态逻辑）

三、Java代码示例：订单状态管理

以下是一个简化的订单状态流转示例，展示状态模式的实际应用：

1. 定义状态接口

public interface IOrderState {/*** 处理订单上下文*/void handle(OrderContext context);
}

2. 实现具体状态类

// 待支付状态
public class PendingPaymentState implements IOrderState {// 实现接口中的handle方法@Overridepublic void handle(OrderContext context) {System.out.println("订单待支付，跳转支付页面...");context.setState(new PaidState()); // 状态切换}
}// 已支付状态
public class PaidState implements IOrderState {@Overridepublic void handle(OrderContext context) {System.out.println("订单已支付，准备发货...");context.setState(new ShippedState());}
}// 已发货状态
public class ShippedState implements IOrderState {@Overridepublic void handle(OrderContext context) {System.out.println("订单已发货，待收货...");}
}

3. 上下文类（Context）

public class OrderContext {private IOrderState state;public void setState(IOrderState state) {this.state = state;}public void process() {state.handle(this);}
}

4. 客户端调用

public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建一个订单上下文实例OrderContext order = new OrderContext();// 设置订单的初始状态为待支付order.setState(new PendingPaymentState());order.process(); // 输出：订单待支付，跳转支付页面...order.process(); // 输出：订单已支付，准备发货...order.process(); // 输出：订单已发货，待收货...}
}

5. 运行截图

四、状态模式的核心优势

1. 消除复杂条件分支

• 问题：传统方式需通过大量if-else判断当前状态（如订单状态），代码臃肿且难以维护。
• 解决：每个状态封装独立类，逻辑清晰（如PendingState仅处理待支付逻辑）。

2. 高扩展性与维护性

• 新增状态：只需添加新状态类（如新增CanceledState），无需修改现有代码。
• 修改行为：仅需调整对应状态类的逻辑，避免牵一发而动全身。

3. 符合开闭原则（OCP）

• 对扩展开放：新状态不影响原有系统。
• 对修改关闭：上下文类无需因状态增减而改动。

4. 状态转换显式化

• 状态流转由具体状态类控制（如PaidState触发向ShippedState的转换），逻辑集中且透明。

5. 提升代码复用性

• 公共逻辑可抽取至抽象类（如状态切换的公共方法），减少重复代码。

五、适用场景

多状态对象：如订单状态（待支付/已发货）、任务状态（进行中/已完成）。
行为依赖状态：如游戏角色状态（攻击/防御）触发不同动作。
需动态切换逻辑：如电梯运行状态（上行/停止）对应不同控制规则。

六、与其他模式的协作

• 策略模式：状态模式强调状态驱动行为，策略模式侧重算法选择（如加密算法切换）。
• 观察者模式：结合使用可实现状态变更实时通知（如订单状态更新触发邮件通知）。

七、总结

状态模式通过解耦状态与行为，解决了复杂状态逻辑的维护难题。其优势在Java中尤为突出，结合接口和多态特性，能高效实现灵活的状态管理。实际开发中，建议在状态较多或流转复杂的场景（如电商、游戏）优先采用此模式。

项目代码：https://github.com/tyronczt/design-mode-learn/tree/main/design-mode-learn-31

参考

7.状态设计模式 - 掘金

状态设计模式