设计模式之：状态模式（State Pattern）

状态模式（State Pattern）

状态模式是一种行为设计模式，允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。这种模式通过把状态的变化逻辑分布到State的子类之间，减少了相互间的依赖，使得状态的切换更加清晰。

状态模式的关键是将那些会随着状态改变而改变的行为抽离出来，使得状态和行为可以独立变化，不同状态下的行为可以分别管理和修改，增加新的状态或者改变状态间的转换逻辑变得更加容易。

使用状态模式的好处：

• 封装了转换规则：状态之间的转换操作被封装在状态类中，易于修改和扩展。
• 消除了庞大的条件分支语句：状态模式通过多态性来消除原本过多的条件分支语句。
• 将状态的逻辑与对象的其它行为分离：这有助于集中处理对象在某一状态下的行为。

示例：简单的工作状态切换

假设我们有一个工作任务（Task）对象，这个对象有几个状态：New（新创建的任务），InProgress（正在进行的任务），Completed（已完成的任务）。我们可以使用状态模式来设计这个场景。

步骤 1：定义状态接口

首先，定义一个状态接口和实现该接口的具体状态类。

interface State {
    void proceed(Task task);
}

class New implements State {
    public void proceed(Task task) {
        System.out.println("Task is starting.");
        task.setState(new InProgress());
    }
}

class InProgress implements State {
    public void proceed(Task task) {
        System.out.println("Task is in progress.");
        task.setState(new Completed());
    }
}

class Completed implements State {
    public void proceed(Task task) {
        System.out.println("Task is already completed.");
    }
}

步骤 2：创建 Context 类

然后，创建包含状态的Task类。

class Task {
    private State state;

    public Task() {
        // 任务默认状态为 New
        this.state = new New();
    }

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

    public void proceed() {
        state.proceed(this);
    }
}

步骤 3：使用状态模式

最后，演示如何使用状态模式来改变Task对象的状态。

public class StatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Task task = new Task();

        task.proceed(); // Task is starting.
        task.proceed(); // Task is in progress.
        task.proceed(); // Task is already completed.
    }
}

在这个示例中，Task对象的行为随着其内部状态的改变而改变，而且状态的变更逻辑被封装在状态对象内部。这样，如果未来需要添加新的状态或者改变状态转换的逻辑，我们只需要修改或添加相应的状态类，而不需要触及到Task类的内部逻辑，这就是使用状态模式的好处。