JAVA中的状态模式与策略模式详解

# 1. 简介

## 1.1 什么是状态模式

状态模式是一种行为设计模式，它允许对象在内部状态改变时改变其行为。这意味着对象可以根据其内部状态的变化而改变它的行为。

在状态模式中，通过将状态封装成独立的类，并将可能的行为委托给这些类的实例来实现对象行为的变化。状态模式的核心思想是将对象的状态从其行为中分离出来，使得状态可独立变化，从而实现更灵活的对象设计和维护。

## 1.2 什么是策略模式

策略模式也是一种行为设计模式，它定义了算法族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

简单来说，策略模式将算法的定义与使用分离，将算法的选择与实现分离。它使得算法可以独立变化，用户也可以根据需要选择不同的算法。这种方式使得算法的变化不会影响到使用算法的客户，提高了系统的灵活性。

## 1.3 状态模式与策略模式的区别与联系

状态模式和策略模式有以下几点区别和联系：

- 区别：
- 目的不同：状态模式的目的是根据对象的内部状态来改变其行为，而策略模式的目的是在不同的策略之间进行选择和交换。
- 执行时机不同：状态模式将状态的改变和行为的执行集成在一起，对象的状态改变时会自动触发行为的改变；而策略模式在使用时，需要显式地选择合适的策略。
- 联系：
- 均使用了封装和多态的概念：状态模式和策略模式都通过封装不同的实现类以及通过多态实现不同的行为，从而提供了灵活的设计和扩展性。

在接下来的章节，我们将详细介绍状态模式和策略模式的实现方式、应用场景和具体示例。

# 2. 状态模式的实现

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许对象在内部状态改变时改变它的行为。状态模式将对象的行为封装在不同的状态对象中，使得对象的行为可以根据其内部状态的改变而改变。这样，对象在不同的状态下表现出不同的行为，实现了行为与状态的解耦。

#### 2.1 状态模式的结构

状态模式的核心结构包含3个角色：

- 环境类（Context）：环境类持有一个对具体状态类的引用，并且将需要委托给具体状态类的请求委派给当前状态对象进行处理。
- 抽象状态类（State）：抽象状态类定义了一个公共接口，用于封装具体状态类的行为。
- 具体状态类（Concrete State）：具体状态类实现了抽象状态类定义的接口，负责具体的状态转换和行为。

#### 2.2 状态模式的核心角色

2.2.1 环境类（Context）

环境类定义了一个统一的接口，用于客户端和具体状态类进行交互。它持有一个对具体状态类的引用，并将需要委托给具体状态类的请求委派给当前状态对象进行处理。

public class Context {
    private State state;
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void request() {
        state.handle();
    }
}

2.2.2 抽象状态类（State）

抽象状态类定义了一个公共接口，用于封装具体状态类的行为。

public interface State {
    void handle();
}

2.2.3 具体状态类（Concrete State）

具体状态类实现了抽象状态类定义的接口，负责具体的状态转换和行为。

public class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前状态为A，执行A的行为");
    }
}

public class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前状态为B，执行B的行为");
    }
}

#### 2.3 状态模式的应用场景

- 当一个对象的行为取决于其内部状态，并且该对象必须在运行时根据该状态动态改变行为时，可以使用状态模式。
- 当一个对象的操作有多个状态存在，并且这些操作之间存在复杂的条件判断时，可以使用状态模式将每个状态的行为单独封装起来，使得代码清晰、易于维护。

状态模式可以帮助我们实现简单可扩展和灵活的代码结构，提高代码的可理解性和可维护性。它适用于那些需要根据不同状态来改变行为的场景，同时也避免了大量的条件判断语句的出现，使得代码更加清晰和易于扩展。

（代码示例见下一章节）

# 3. 状态模式的具体实现

在上一章节中，我们已经介绍了状态模式的基本概念和结构，接下来我们将深入探讨状态模式的具体实现方法。

#### 3.1 状态模式的核心类

在状态模式中，主要涉及以下几个核心类：

1. **Context（环境类）**：环境类是具体状态类的切换者，它定义了对象在不同状态下的行为，并且维护一个当前状态的对象引用，实现状态的切换。

2. **State（抽象状态类）**：抽象状态类定义了一个或多个具体状态类共享的接口，通常包含了所有状态对应的操作方法。它可以是抽象类或接口。

3. **ConcreteState（具体状态类）**：具体状态类继承自抽象状态类，实现了在不同状态下具体的行为逻辑。每个具体状态类负责管理自己的状态过渡，并根据具体业务需求实现相应的操作方法。

#### 3.2 状态切换的实现方式

在状态模式中，状态之间的切换可以通过两种方式来实现：

1. **状态切换由环境类控制**：在这种方式下，环境类根据某种条件判断来决定状态的切换逻辑。环境类根据当前状态对象的不同调用不同状态对象的方法，从而将具体的状态切换逻辑委托给具体状态类完成。

2. **状态切换由具体状态类控制**：在这种方式下，具体状态类通过改变环境类的状态对象引用来实现状态的切换，即具体状态类直接控制状态的转移。环境类在收到请求后，将请求委托给当前状态对象进行处理，处理完成后状态可能发生变化，这时具体状态类会修改环境类的当前状态对象引用，从而实现状态的切换。

#### 3.3 代码示例

为了更好地理解状态模式的具体实现，我们以一个简单的订单状态管理系统为例来进行代码演示。

下面是一个基于Java的订单状态管理系统的代码示例：

// 状态接口
public interface OrderState {
    void handle(); // 处理订单的方法
}

// 待支付状态
public class