设计模式系列之二十一：状态模式-优快云博客

本文解析了状态模式的概念，包括定义、通用类图与源码实现。介绍了状态模式的优点，如结构清晰、提高可维护性，以及遵循设计原则。并通过电梯状态案例说明了其应用价值。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.定义

当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。

2.通用类图

角色介绍

State 抽象状态角色：接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换
ConcreteState 具体状态角色：每一个具体状态必须完成两个职责：本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地讲，就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过度到其他状态
Context 环境角色：定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换

3.通用源码

抽象状态角色

public abstract class State {
   //定义一个环境角色，提供子类访问
    protected Context context;
    //设置环境角色
    public void setContext(Context _context) {
        this.context = _context;
    }
    //行为1
    public abstract void handle1();
    //行为2
    public abstract void handle2();
}

抽象状态中声明一个环境角色，提供各个状态类自行访问，并且提供所有状态的抽象行为，由各个实现类实现
具体状态角色

public class ConcreteState1 extends State{

    @Override
    public void handle1() {
        //本状态下必须处理的逻辑
    }

    @Override
    public void handle2() {
        //设置当前状态为stat2
        super.context.setCurrentState(Context.STATE2);
        //过渡到state2，由Context实现
        super.context.handle2();
    }
}

public class ConcreteState2 extends State {

    @Override
    public void handle1() {
          //设置当前状态为状态1
        super.context.setCurrentState(Context.STATE1);
        //过渡到state1状态，由context实现
        super.context.handle1();
    }

    @Override
    public void handle2() {
          //本状态下必须要处理的逻辑
    }

}

具体状态角色有两个职责：处理本状态必须完成的任务，决定是否可以过渡到其他状态。
具体环境角色

public class Context {
    //定义状态
    public final static State STATE1 = new ConcreteState1();
    public final static State  STATE2 = new ConcreteState2();

    //当前状态
    private State currentState;
    //获得当前状态
    public State getCurrentState() {
        return currentState;
    }
    //设置当前状态
    public void setCurrentState(State currentState) {
        this.currentState = currentState;
        //切换状态
        this.currentState.setContext(this);
    }
    //行为委托
    public void handle1() {
        this.currentState.handle1();
    }
    public void handle2() {
        this.currentState.handle2();
    }
}

环境角色有两个不成文的约束：

把状态对象声明为静态常量，有几个状态对象就声明几个静态常量
环境角色具有状态抽象角色定义的所有行为，具体执行使用委托方式

4.Demo

电梯是社会发展不可或缺的部分，电梯有开门、关门、运行、停止这几个状态。
但是电梯的每一个状态都是有条件：

敞门状态：按了电梯上下按钮，门会开，在这个状态下，电梯能做的只能是关门
闭门状态：在此状态下，只能是开门，停止，运行
运行状态：在此状态下，只能做停止。
停止状态：这时，电梯可以继续运行，也可以开门

这个时候如果用switch循环去判断，可想而知逻辑有多杂乱。这还是正常情况，如果电梯出故障了呢，它在运行状态时就不能做停止和开门操作。还要电梯维修的时候可以不开门，你也不能让维修人修着修着电梯跑了不是。这样你又要加多少判断。这个时候引入状态模式，就可以很方便地解决这个问题。

具体代码，下次贴出。

5.优缺点

优点
1. 结构清晰
  - 避免了过多的switch…case或者if…else语句，提高了系统的可维护性
2. 遵循设计原则
  - 遵循了开闭原则和单一职责原则
3. 封装性非常好
  - 状态变换放置到类的内部实现，外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的切换
缺点
- 子类太多，会造成类膨胀。解决问题的办法不止一种，我们也可以在数据库建立一个状态表，然后根据状态执行响应的操作。