状态模式是一种行为型设计模式，它允许对象内部状态发生改变时改变其行为，它将行为封装在不同的状态对象中，在运行时通过切换不同的状态可以表现出不同的行为。
状态模式一般有三种角色：
1、状态接口：定义了状态对象所具有的公共接口，用于封装其相关行为。
2、具体状态：实现状态接口，在不同状态下表现不同的行为
3、环境类：维护一个当前状态对象的引用，并在其内部进行状态切换和行为的调用。环境类客户端根据当前状态对象的不同，调用不同的行为逻辑。
其实状态模式和策略模式非常相似，可以访问这篇文章，可以发现真的真的非常类似。
举例：
现在有一个订单系统，每一个订单有三种状态：待处理、已发送、已送达。不同的状态下它们的行为也会不同，
具体的行为包括：
1、待处理状态下订单可以取消、订单即将处理、订单还未送达，因为还没有处理订单；
2、已发送状态下订单不可以取消、订单已经处理、订单即将送达；
3、送达状态下订单不可以取消、订单已经处理、订单已经送达。
#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象状态接口
class IOrderState
{
public:
virtual ~IOrderState() {
}
// 取消行为
virtual void Cancel() = 0;
// 待处理行为
virtual void Ship() = 0;
// 已送达行为
virtual void Deliver() = 0;
};
// 具体状态-待处理状态
class PendingState
: public IOrderState
{
public:
virtual void Cancel() override
{
std::cout << "订单待处理状态：取消订单" << std::endl;
}
virtual void Ship() override
{
std::cout << "订单待处理状态：订单即将处理" << std::endl;
}
virtual void Deliver() override
{
std::cout << "订单待处理状态：订单还未处理，没有送达" << std::endl;
}
};
// 具体状态-已发送状态
class SendState
: public IOrderState
{
public:
virtual void Cancel() override
{
std::cout << "订单已发送状态：订单无法取消" << std::endl;
}
virtual void Ship() override
{
std::cout << "订单已发送状态：订单已经处理" << std::endl;
}
virtual void Deliver() override
{
std::cout << "订单已发送状态：订单即将送达" << std::endl;
}
};
// 具体状态-已送达状态
class DeliveredState
: public IOrderState
{
public:
virtual void Cancel() override
{
std::cout << "订单已送达状态：订单无法取消" << std::endl;
}
virtual void Ship() override
{
std::cout << "订单已送达状态：订单已经处理" << std::endl;
}
virtual void Deliver() override
{
std::cout << "订单已送达状态：订单已经送达" << std::endl;
}
};
// 环境类
class ContextState
{
public:
ContextState()
{
// 订单初始状态是待处理
orderState_ = std::make_shared<PendingState>();
}
// 切换当前状态
void SetOrderState(std::shared_ptr<IOrderState> _orderState)
{
orderState_ = _orderState;
}
// 取消
void Cancel()
{
orderState_->Cancel();
}
// 即将处理
void Ship()
{
orderState_->Ship();
}
// 已送达
void Deliver()
{
orderState_->Deliver();
}
private:
std::shared_ptr<IOrderState> orderState_;
};
测试：
void TestState()
{
// 环境类对象
std::shared_ptr<ContextState> context = std::make_shared<ContextState>();
// 待处理状态
std::shared_ptr<IOrderState> pendingState = std::make_shared<PendingState>();
// 已发送状态
std::shared_ptr<IOrderState> sendState = std::make_shared<SendState>();
// 已送达状态
std::shared_ptr<IOrderState> deliverState = std::make_shared<DeliveredState>();
// 订单默认是待处理状态
context->Cancel();
context->Ship();
context->Deliver();
std::cout << "---------------------" << std::endl;
// 切换成已发送状态
context->SetOrderState(sendState);
context->Cancel();
context->Ship();
context->Deliver();
std::cout << "---------------------" << std::endl;
// 切换成已送达状态
context->SetOrderState(deliverState);
context->Cancel();
context->Ship();
context->Deliver();
std::cout << "---------------------" << std::endl;
}
输出：
订单待处理状态：取消订单
订单待处理状态：订单即将处理
订单待处理状态：订单还未处理，没有送达
---------------------
订单已发送状态：订单无法取消
订单已发送状态：订单已经处理
订单已发送状态：订单即将送达
---------------------
订单已送达状态：订单无法取消
订单已送达状态：订单已经处理
订单已送达状态：订单已经送达
---------------------
代码示例中，我们创建了一个抽象状态接口，定义订单取消、订单待处理、订单已送达三种行为。还创建了三个具体状态（订单待处理、订单已发送、订单已送达）实现了这三种行为方法，在环境类中我们实现了切换状态的方法和这三种行为方法。
根据输出我们可以发现在不同的状态下它们的行为也是不同的，比如在订单待处理状态下：订单可以取消、可以即将处理、但是没有送达；同理订单已发送状态下：订单不可以取消、订单已经处理、订单即将送达。
我们可以发现状态模式和策略模式非常像，它们其实都是解决了多个if_else的情况。
状态模式遵循哪些设计原则：
1、单一职责原则（SRP）：每个状态都有一个明确定义的职责，它只负责管理对象在特定状态下的行为。
2、开闭原则（OCP）：状态模式使得添加新状态或修改现有状态的行为变得简单，而无需修改现有的代码。
3、里氏替换原则（LSP）：状态对象可以替代彼此，因为它们都实现了相同的接口或基类。
状态模式的优点包括：
1、代码结构清晰：将对象的不同状态封装到独立的类中，使得代码结构更加清晰、易于理解和维护。
2、支持开闭原则：通过添加新的状态类或修改现有状态类的行为，可以方便地扩展和修改对象的行为，而不会影响其他代码。
3、消除了冗余的条件语句：状态模式将状态转换逻辑从客户端代码中移除，这样客户端代码不再需要大量的条件语句来处理不同状态下的行为。
4、提供了一种简洁的方式来配置对象的状态流转：状态模式将对象的状态流转逻辑集中在状态类中，使得状态的变化更加可见和易于管理。
缺点：
1、引入了多个状态类：使用状态模式会引入多个状态类，增加了系统中的类的数量。
2、可能增加代码复杂性：在某些情况下，状态模式可能会增加代码的复杂性，特别是当有大量的状态和状态转换时。
