12.状态模式-编程知识

12.状态模式

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状态模式
总结

状态模式

介绍

状态模式它允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为，使对象看起来似乎修改了其类。状态模式的主要目的是将对象的状态封装成不同的类，并将对象的行为委托给当前状态。

组成

Context（环境）：维护一个对具体状态的引用，维护一个状态对象，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象。
State（状态）：定义一个接口或抽象类，封装了与Context的一个特定状态相关的行为。
ConcreteState（具体状态）：实现了State接口，每个具体状态类都提供了在状态改变时处理的具体行为。

结构图

在这里插入图片描述

场景

假设我们有一个订单处理系统，订单在不同的状态下可以执行不同的操作，比如创建、支付、发货、完成等

版本1.0

// 不使用状态模式的订单类
class OrderWithoutState {private String state;public OrderWithoutState() {// 初始状态为创建状态state = "Created";}public void setState(String newState) {this.state = newState;}public void processOrder() {if ("Created".equals(state)) {System.out.println("Order created, waiting for payment");// 可以执行创建订单后的其他逻辑} else if ("Paid".equals(state)) {System.out.println("Payment received, preparing for shipment");// 可以执行支付后的其他逻辑} else if ("Shipped".equals(state)) {System.out.println("Order shipped, waiting for confirmation");// 可以执行发货后的其他逻辑} else if ("Completed".equals(state)) {System.out.println("Order completed, thank you for your purchase");// 可以执行订单完成后的其他逻辑}}
}

// 客户端
public class WithoutStatePatternExample {public static void main(String[] args) {OrderWithoutState order = new OrderWithoutState();// 创建订单order.processOrder();// 支付订单order.setState("Paid");order.processOrder();// 发货order.setState("Shipped");order.processOrder();// 完成订单order.setState("Completed");order.processOrder();}
}

问题

上面的实现中，订单类包含一个表示状态的字符串属性，通过条件语句判断当前订单状态，并执行相应的逻辑。这种实现方式会导致代码中出现大量的条件判断，难以维护，并且不符合开闭原则，当需要添加新的订单状态时，需要修改原有的代码。

使用状态模式版本

// 状态接口
interface OrderState {void processOrder(OrderContext context);
}

// 具体状态1：创建状态
class CreatedState implements OrderState {@Overridepublic void processOrder(OrderContext context) {System.out.println("Order created, waiting for payment");// 可以执行创建订单后的其他逻辑}
}// 具体状态2：支付状态
class PaidState implements OrderState {@Overridepublic void processOrder(OrderContext context) {System.out.println("Payment received, preparing for shipment");// 可以执行支付后的其他逻辑}
}// 具体状态3：发货状态
class ShippedState implements OrderState {@Overridepublic void processOrder(OrderContext context) {System.out.println("Order shipped, waiting for confirmation");// 可以执行发货后的其他逻辑}
}// 具体状态4：完成状态
class CompletedState implements OrderState {@Overridepublic void processOrder(OrderContext context) {System.out.println("Order completed, thank you for your purchase");// 可以执行订单完成后的其他逻辑}
}

// 环境类：订单上下文
class OrderContext {private OrderState currentState;public OrderContext() {// 初始状态为创建状态currentState = new CreatedState();}public void setState(OrderState state) {this.currentState = state;}public void processOrder() {currentState.processOrder(this);}
}

// 客户端
public class StatePatternExample {public static void main(String[] args) {OrderContext order = new OrderContext();// 创建订单order.processOrder();// 支付订单order.setState(new PaidState());order.processOrder();// 发货order.setState(new ShippedState());order.processOrder();// 完成订单order.setState(new CompletedState());order.processOrder();}
}