设计模式——状态模式（State）

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。状态模式通过把对象的每一个状态都封装到一个单独的类中，并将请求委托给当前状态对象来让状态的变化与行为变化相解耦。

状态模式主要包含以下几个角色：

1. Context（环境类）：定义客户端所感兴趣的接口，并且维护一个当前状态，将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。

2. State（抽象状态类）：定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

3. ConcreteState（具体状态类）：实现抽象状态类所定义的行为。

以下是状态模式的一个简单Java代码示例：

// 抽象状态类
public interface State {
    void handleRequest(Context context);
}

// 具体状态类A
public class StateA implements State {
    @Override
    public void handleRequest(Context context) {
        System.out.println("Handling request in state A");
        context.setState(new StateB()); // 切换到状态B
    }
}

// 具体状态类B
public class StateB implements State {
    @Override
    public void handleRequest(Context context) {
        System.out.println("Handling request in state B");
        // 这里可以切换到其他状态，或者保持当前状态
    }
}

// 环境类
public class Context {
    private State state;

    public Context() {
        this.state = new StateA(); // 初始状态设置为A
    }

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

    public void request() {
        state.handleRequest(this); // 将请求委托给当前状态对象处理
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();

        // 客户端通过调用Context对象的request方法来触发状态转换
        context.request(); // 输出: Handling request in state A
        context.request(); // 输出: Handling request in state B（因为StateA的handleRequest方法中将状态切换到了StateB）
    }
}

在上面的示例中，Context类持有一个State对象，并通过调用该对象的handleRequest方法来处理请求。StateA和StateB是State接口的具体实现，它们各自定义了在给定状态下如何处理请求的行为。当Context对象的request方法被调用时，它会将请求委托给当前状态对象来处理。根据状态的不同，handleRequest方法可能会执行不同的操作，并可能改变Context对象的状态。

状态模式的主要优点包括：

• 封装了转换规则。
• 枚举可能的状态，在枚举状态之前将行为局部化，而不是使用大量的条件语句。
• 允许状态转换逻辑与状态对象的行为逻辑之间有更多的耦合。
• 可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少对象中需要封装的大量状态和转换逻辑。

但是，状态模式也会增加系统的复杂性和开销，因为每个状态都要一个对应的类，当状态过多时会导致类的膨胀。同时，状态模式的实现可能会使代码难以理解和管理。因此，在使用状态模式时需要权衡其优缺点。