再读“状态模式”，它到底是什么？

2023-10-24 10:51:27

利用状态模式优雅地管理系统的不同状态

引言

在软件设计的浩瀚世界中，我们经常需要处理各种状态的系统。从电子商务网站到工作流系统，这些系统在状态发生变化时，行为也会随之改变。应对这些变化的传统方法——使用 if/else 语句——虽然看似简单，但往往会带来一系列挑战，阻碍代码的可读性、扩展性和维护性。

揭开状态模式的神秘面纱

为了解决这些难题，状态模式应运而生。它是一种设计模式，利用对象来表示系统的不同状态，并根据当前状态确定系统的行为。简单来说，它将系统状态从具体逻辑中分离出来，让系统更加灵活、易于维护。

状态模式的优势

可读性好： 使用对象表示状态，使代码结构清晰，一目了然，大大提升了代码的可读性。
扩展性强： 当系统需要添加新状态时，只需增加一个状态对象，无需修改现有代码，极大地提高了系统的扩展性。
易于维护： 当系统状态发生变化时，只需修改相应的状态对象，而不用担心影响其他代码，大幅降低了维护难度。

状态模式的应用场景

状态模式的适用场景十分广泛，凡是需要处理不同状态的系统都可以考虑使用它，例如：

电子商务网站： 订单的各种状态，如未付款、已发货、已完成
工作流系统： 任务的各种状态，如待处理、正在处理、已完成
游戏： 角色的各种状态，如站立、行走、跑步、跳跃

状态模式实战代码

为了帮助你更好地理解状态模式的实际应用，这里提供一个简单的示例代码：

// 状态接口，定义状态对象必须实现的方法
interface State {
    void handle(Context context);
}

// 具体状态 A
class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        // 执行状态 A 的逻辑
    }
}

// 具体状态 B
class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void handle(Context context) {
        // 执行状态 B 的逻辑
    }
}

// 上下文类，持有当前状态并提供切换状态的方法
class Context {
    private State state;

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

    public void request() {
        state.handle(this);
    }
}

// 主类
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setState(new ConcreteStateA());
        context.request(); // 执行状态 A 的逻辑

        context.setState(new ConcreteStateB());
        context.request(); // 执行状态 B 的逻辑
    }
}

在这个示例中，State 接口定义了状态对象必须实现的方法 handle，而 ConcreteStateA 和 ConcreteStateB 是两个具体的状态对象，分别处理不同的逻辑。Context 类持有当前状态，并提供切换状态和请求处理的方法。

常见问题解答

状态模式与 if/else 语句有什么区别？
- 状态模式使用对象表示状态，而 if/else 语句使用条件判断来处理状态。状态模式更加灵活、易于扩展和维护。
如何确定一个系统是否适合使用状态模式？
- 如果系统具有多种离散状态，并且需要根据当前状态做出不同的响应，那么就适合使用状态模式。
状态模式会不会导致代码臃肿？
- 正常情况下不会。状态模式将状态逻辑从具体代码中分离出来，使代码更加简洁和易于管理。
如何处理状态之间的转换？
- 通常，上下文类负责管理状态之间的转换。它可以根据特定的条件或事件触发状态转换。
状态模式是否适用于所有的状态场景？
- 状态模式特别适合于具有离散状态的系统。对于具有连续状态的系统，如进度条或温度控制，可能需要使用其他设计模式。