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23种设计模式(七)-状态设计模式

一. 什么是状态模式?

状态模式（State Pattern）：它主要用来解决对象在多种状态转换时，需要对外输出不同的行为的问题。状态和行为是一一对应的，状态之间可以相互转换。当一个对象的内在状态改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。例如：淘宝下单，订单有待付款，已付款待发货，待收货，待评价, 已完成等状态。每个状态对应的行为都是不同的，一个状态完成会流转到下一个状态。

通常对有状态的对象进行编程，我们的解决方案是：思考可能存在的所有状态，然后使用 if-else 或 switch-case 语句来进行状态判断，然后再根据不同的状态进行不同的处理。如上面的案例--淘宝下单:

public class ClientApplication {
    public static void main(String[] args) {
        String status = "待付款";
        if ("待付款".equals(status)) {
            // 执行付款逻辑
        } else if("待发货".equals(status)) {
            // 执行发货逻辑
        } else if("待收货".equals(status)) {
            // 执行收货逻辑
        } else if("待评价".equals(status)) {
            // 执行评价逻辑
        } else if("待收货".equals(status)) {
            // 执行收获逻辑
        }
    }
}

大量的if...else的缺点很明显

违背开闭原则: 当增加一种状态的时候, 需要修改原来的逻辑
当状态很多的时候, 代码段很长, 臃肿, 不容易维护, 可扩展性差.

状态模式可以很好地解决这个问题。
状态模式的思想：当是条件语句表示一个对象状态转换过于复杂时，可以把条件判断中的“判断逻辑”提取出来，放在单独的类中，当前上下文处于那种状态，直接用相应的状态类对象进行处理，这样的好处是:能把原来复杂的判断逻辑简单化，消除了 if-else、switch-case 等条件判断语句，代码更有层次性，且具备良好的扩展力, 可维护性。

二. 状态模式的结构

状态模式把因环境改变而变化的对象行为包装在不同的状态类中，其目的保证对象的状态变化时, 其行为也随之改变。接下来, 我们来看看状态模式的结构。

从中我们可以看出有四个组成部分:

1. 环境类

环境类也是上下文类, 状态的变化依赖于环境, 环境记录当前的状态. 环境类拥有多种状态的对象. 环境类的状态存在多样性, 不同状态下对象的行为有所不同, 因此将状态独立出去形成单独的状态类。

> 1) 在环境类中维护一个抽象状态State的实例, 这个实例存储当前状态。
> 2) 在环境类中定义所有状态执行的方法.

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.context;

/**
 * 上下文环境类
 */
public class Context {
    // 在环境类中维护一个抽象状态State的实例, 这个实例存储当前状态。
    private State state;
    public Context() {
        this.state = new ConcreteStateA(this);
    }

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

    /**
     * 在环境类中定义所有状态执行的方法.
     */
    public void handler1() {

        this.state.handler1();
    }

    public void handler2() {
        this.state.handler2();
    }

}

2. State抽象状态类

　　抽象环境中声明一个环境角色，提供各个状态类自行访问，并且提供所有状态的抽象行为，由各个实现类实现。

/**
 * 状态抽象类
 */
public abstract class State {

    /**
     * 环境上下文
     */
    public Context context;
    public State(Context context) {
        this.context = context;
    }

    /**
     * 定义了所有状态的抽象方法
     */
    abstract void handler1();
    abstract void handler2();
}

3. 具体状态

　　具体状态实现，这里以定义ConcreteStateA、ConcreteStateB、ConcreteStateC三个具体状态类。具体状态类继承自State抽象类，并实现抽象方法。

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.context;

public class ConcreteStateA extends State{

    public ConcreteStateA(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    void handler1() {
        System.out.println("执行ConcreteStateA中handler1的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateB(context));
    }

    @Override
    void handler2() {
        System.out.println("执行ConcreteStateA中handler2的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateC(context));
    }
}

在这里，我们重写了状态类的状态方法。当执行完方法一的业务逻辑后, 将状态变更为 ConcreteStateB. 执行完handler2的业务逻辑后, 将状态变更为ConcreteStateC。
这种自动变更状态，在调用方是无感知的。

4. Client客户端

　　构建Context环境上下文类的实例对象，初始化时设置初始状态是ConcreteStateA，执行行为观察结果。

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.context;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.handler1();
        context.handler1();
        context.handler1();
        context.handler2();
    }
}

全部源码:

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.context;

/**
 * 上下文环境类
 */
public class Context {
    // 在环境类中维护一个抽象状态State的实例, 这个实例存储当前状态。
    private State state;
    public Context() {
        this.state = new ConcreteStateA(this);
    }

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

    /**
     * 在环境类中定义所有状态执行的方法.
     */
    public void handler1() {

        this.state.handler1();
    }

    public void handler2() {
        this.state.handler2();
    }

}



/**
 * 状态抽象类
 */
public abstract class State {

    /**
     * 环境上下文
     */
    public Context context;
    public State(Context context) {
        this.context = context;
    }

    /**
     * 定义了所有状态的抽象方法
     */
    abstract void handler1();
    abstract void handler2();
}



public class ConcreteStateA extends State{

    public ConcreteStateA(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    void handler1() {
        System.out.println("执行ConcreteStateA中handler1的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateB(context));
    }

    @Override
    void handler2() {
        System.out.println("执行ConcreteStateA中handler2的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateC(context));
    }
}

public class ConcreteStateB extends State{
    public ConcreteStateB(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    void handler1() {
        System.out.println("执行ConcreteStateB中handler1的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateC(context));
    }

    @Override
    void handler2() {
        System.out.println("执行ConcreteStateB中handler2的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateA(context));
    }
}



public class ConcreteStateC extends State{
    public ConcreteStateC(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    void handler1() {
        System.out.println("执行ConcreteStateC中handler1的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateA(context));
    }

    @Override
    void handler2() {
        System.out.println("执行ConcreteStateC中handler2的逻辑");
        this.context.setState(new ConcreteStateB(context));
    }
}



public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.handler1();
        context.handler1();
        context.handler1();
        context.handler1();
    }
}

客户端直接结果分析:

Context实例花的时候, 状态是 ConcreteStateA
第一次执行context.handler1();将状态切换到了ConcreteStateB
第二次执行context.handler1();将状态切换到了ConcreteStateC
第三次执行context.handler1();将状态切换到了ConcreteStateA

所以, 最后的运行结果是:

执行ConcreteStateA中handler1的逻辑

执行ConcreteStateB中handler1的逻辑

执行ConcreteStateC中handler1的逻辑

执行ConcreteStateA中handler1的逻辑

三. 状态模式的应用实例

下面以商品下单为例，来看看状态模式的应用。

在电商系统购物的过程中，订单一般有这几种状态，待付款，待出库，待收货，待评价，完成。不同的状态下，用户看到的行为是不同的。

我们由浅入深，来看看几种状态模式的实现。

第一种：状态是一条线的实现逻辑

先来看看这种方法的流程：

这种状态的特点是：上一个状态流转到下一个状态，下一个流转到下下个，以此类推。直到最后一个没有状态流转了。来看看源码:

第一步：定义上下文环境类。

用orderStatus来记录当前的状态。并定义了所有状态的方法。

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;

/**
 * 订单上下文
 */
public class OrderContext {

    /**在上下文类中记录订单状态*/
    private IOrderStatus orderStatus;

    public OrderContext() {
        // 最开始是待付款状态
        this.orderStatus = new Pending();
    }

    public void setOrderStatus(IOrderStatus orderStatus) {
        this.orderStatus = orderStatus;
    }

    /**
     * 业务逻辑操作
     */
    public void businessHandler() {
        this.orderStatus.businessHandler(this);
    }

    /**
     * 打印当前业务
     */
    public void printInfo() {
        this.orderStatus.printInfo();
    }
}

第二步：定义状态抽象类。

里面定义所有状态类要实现的方法。

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;

/**
 * 订单状态
 */
public interface IOrderStatus {
    void businessHandler(OrderContext context);

    void printInfo();
}

这里面就有两个方法，一个是状态要执行的业务逻辑，另一个是打印当前状态。

第三步：定义状态具体类。

这里定义了5个具体类，分别是：待付款，待出库，待收货，待评价，完成

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;
/**
 * 待付款
 */
public class Pending implements IOrderStatus{
    @Override
    public void businessHandler(OrderContext context) {
        //执行业务, 完成付款, 进入到下一个状态
        System.out.println("付款完成");
        context.setOrderStatus(new WaitOut());
    }

    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("当前状态等::待付款");
    }
}


package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;
/**
 * 待出库
 */
public class WaitOut implements IOrderStatus{
    @Override
    public void businessHandler(OrderContext context) {
        //执行业务, 完成付款, 进入到下一个状态
        System.out.println("货物已出库");
        context.setOrderStatus(new WaitReceive());
    }

    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("当前状态等::待出库");
    }
}


package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;
/**
 * 待收货
 */
public class WaitReceive implements IOrderStatus {
    @Override
    public void businessHandler(OrderContext context) {
        //执行业务, 完成付款, 进入到下一个状态
        System.out.println("已经收货");
        context.setOrderStatus(new OrderEvaluation());
    }

    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("当前状态等::待收货");
    }
}


package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;
/**
 * 订单评价
 */
public class OrderEvaluation implements IOrderStatus{
    @Override
    public void businessHandler(OrderContext context) {
        //执行业务, 完成付款, 进入到下一个状态
        System.out.println("已经评价");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }

    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("当前状态等::待评价");
    }
}


package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;
/**
 * 订单完成
 */
public class Finish implements IOrderStatus{
    @Override
    public void businessHandler(OrderContext context) {
        // 执行业务, 完成付款, 进入到下一个状态
        System.out.println("完成工作处理完毕");
    }

    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("当前状态::订单完成");
    }
}

第四步：定义客户端类，模拟下单的流程

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order;

public class OrderClient {
    public static void main(String[] args) {
        OrderContext orderContext = new OrderContext();

        // 开始下单
        System.out.println("==========开始下单==========");
        orderContext.printInfo();

        // 付款
        System.out.println("==========付款==========");
        orderContext.businessHandler();
        orderContext.printInfo();

        // 货物出库
        System.out.println("==========货物出库==========");
        orderContext.businessHandler();
        orderContext.printInfo();

        // 收货
        System.out.println("==========收货==========");
        orderContext.businessHandler();
        orderContext.printInfo();

        // 评价订单
        System.out.println("==========评价订单==========");
        orderContext.businessHandler();
        orderContext.printInfo();

        // 订单完成
        System.out.println("==========订单完成==========");
        orderContext.businessHandler();
    }
}

接下来我们来看看运行效果：

开始下单

当前状态等::待付款

付款

付款完成

当前状态等::待出库

货物出库

货物已出库

当前状态等::待收货

收货

已经收货

当前状态等::待评价

评价订单

已经评价

当前状态::订单完成

订单完成

完成工作处理完毕

第二种：带有取消付款和退货退款状态。

退货退款最开始只能是收到货以后才能退。

这种方式和第一个有所不同，待付款和确认收货不止有一个状态流转，当有多个状态流转，甚至是更多的状态是，我们应该如何处理呢？

第一步：定义上下文环境类。

这里环境上下文定义了所有的状态方法。

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 订单上下文
 */
public class OrderContext {

    /**在上下文类中记录订单状态*/
    private IOrderStatus orderStatus;

    public OrderContext() {
        System.out.println("开始购物");
        // 最开始是待付款状态
        this.orderStatus = new Pending();
    }

    public void setOrderStatus(IOrderStatus orderStatus) {
        this.orderStatus = orderStatus;
    }


    /**
     * 付款完成
     */
    public void pending() {
        this.orderStatus.pending(this);
    }

    public void waitOut() {
        this.orderStatus.waitOut(this);
    }

    public void waitReceive() {
        this.orderStatus.waitReceive(this);
    }

    public void confirmReceived() {
        this.orderStatus.confirmReceived(this);
    }

    public void orderEvaluation() {
        this.orderStatus.orderEvaluation(this);
    }

    public void finish() {
        this.orderStatus.finish(this);
    }

    public void cancelPay() {
        this.orderStatus.cancelPay(this);
    }

    public void refunds() {
        this.orderStatus.refunds(this);
    }

}

第二步：定义抽象状态类

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 订单状态
 */
public interface IOrderStatus {
    /*
     * 待付款
     */
    void pending(OrderContext context);

    /*
     * 取消付款
     */
    void cancelPay(OrderContext context);

    /*
     * 待出库
     */
    void waitOut(OrderContext context);

    /*
     * 退货退款
     */
    void refunds(OrderContext context);

    /*
     * 待收货
     */
    void waitReceive(OrderContext context);

    /*
     * 确认收货
     */
    void confirmReceived(OrderContext context);

    /*
     * 订单评价
     */
    void orderEvaluation(OrderContext context);

    /*
     * 订单完成
     */
    void finish(OrderContext context);

}

第三步：定义具体状态类。

我们这里定义了待付款，待出库，待收货，确认收货，订单评价，订单完成，取消付款，退货退款一共8个状态。

待付款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 待付款
 */
public class Pending implements IOrderStatus {
    public Pending() {
        System.out.println("当前状态::待付款");

    }

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {
        System.out.println("付款完成了, 待出库");
        context.setOrderStatus(new WaitOut());
    }

    /*
     * 取消付款
     */
    public void cancelPay(OrderContext context) {
        System.out.println("取消付款");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {
        System.out.println("去付款-->付款完成,待出库");
        context.setOrderStatus(new WaitOut());
    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

待出库

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 待出库
 */
public class WaitOut implements IOrderStatus {

    public WaitOut() {
        System.out.println("当前状态::待出库");
    }

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {
        System.out.println("申请退货");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {
        System.out.println("出库完成, 待收货");
        context.setOrderStatus(new WaitReceive());
    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

待收货

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 待收货
 */
public class WaitReceive implements IOrderStatus {

    public WaitReceive() {
        System.out.println("当前状态 :: 待收货");
    }

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {
        System.out.println("申请退货");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {
        System.out.println("进行收货, 完成收货动作");
        context.setOrderStatus(new Confirm());

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

确认收货

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

public class Confirm implements IOrderStatus{

    public Confirm() {
        System.out.println("当前状态 :: 确认收货");
    }
    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void refunds(OrderContext context) {
        System.out.println("申请退款");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {
        System.out.println("确认收货了");
        context.setOrderStatus(new OrderEvaluation());
    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

订单评价

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

import com.sun.tools.corba.se.idl.constExpr.Or;

/**
 * 订单评价
 */
public class OrderEvaluation implements IOrderStatus {

    public OrderEvaluation() {
        System.out.println("当前状态 :: 订单待评价");
    }

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void refunds(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {
        System.out.println("订单评价完了");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

订单完成

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 订单完成
 */
public class Finish implements IOrderStatus {

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {
        System.out.println("订单完成");
    }
}

取消付款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

/**
 * 取消付款
 */
public class CancelPay implements IOrderStatus {

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    /*
     * 取消付款
     */
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

退货退款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

public class Refunds implements IOrderStatus{

    public Refunds() {
        System.out.println("当前状态 :: 退货退款");
    }

    @Override
    public void pending(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void cancelPay(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void waitOut(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void refunds(OrderContext context) {
        System.out.println("退款完成");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }

    @Override
    public void waitReceive(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void confirmReceived(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void orderEvaluation(OrderContext context) {

    }

    @Override
    public void finish(OrderContext context) {

    }
}

我们看得出来，这些状态子类，继承了父类所有的方法，但是却没有实现所有的方法。而是只实现了和自己有关系的一部分方法。这也是我们后面需要优化的地方

第四步：客户端调用

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order2;

public class OrderClient {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("==========张三   开始下单==========");
        OrderContext o1 = new OrderContext();

        System.out.println("===========取消付款==============");
        o1.cancelPay();
        o1.finish();


        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println("==========李四    开始下单==========");
        OrderContext o2 = new OrderContext();

        System.out.println("===========付款==============");
        o2.pending();

        System.out.println("===========退货退款==============");
        o2.refunds();
        o2.refunds();
        o2.finish();


        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println("==========王五    开始下单==========");
        OrderContext o3 = new OrderContext();

        System.out.println("===========付款==============");
        o3.pending();

        System.out.println("===========出库==============");
        o3.waitOut();

        System.out.println("===========收货==============");
        o3.waitReceive();

        System.out.println("===========确认收货==============");
        o3.confirmReceived();

        System.out.println("===========订单评价==============");
        o3.orderEvaluation();

        System.out.println("===========订单完成==============");
        o3.finish();
    }
}

来看看运行效果：

张三开始下单

开始购物

当前状态::待付款

=取消付款====

取消付款

订单完成

李四开始下单

开始购物

当前状态::待付款

=付款

付款完成了, 待出库

当前状态::待出库

=退货退款

申请退货

当前状态 :: 退货退款

退款完成

订单完成

王五开始下单

开始购物

当前状态::待付款

=付款

付款完成了, 待出库

当前状态::待出库

=出库

出库完成, 待收货

当前状态 :: 待收货

=收货

进行收货, 完成收货动作

当前状态 :: 确认收货

=确认收货

确认收货了

当前状态 :: 订单待评价

=订单评价

订单评价完了

=订单完成

订单完成

第三种：完善方案二

方案二违背了接口隔离原则。胖接口，导致很多类其实都不需要重写方法，但是不得不继承。实际工作中，我们可以将胖接口拆分，这样状态子类只需要实现自己需要的接口就可以了。

今天这里还有一种特别的解决方案，也可以很巧妙的解决这个问题。

第一步：定义环境上下文类

观察一下，这次的环境上下文类和方案二的有什么区别？

对每一个状态进行的强转。这样做的优点后面就可以看出来了

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 订单上下文
 */
public class OrderContext {

    /**在上下文类中记录订单状态*/
    private IOrderStatus orderStatus;

    public OrderContext() {
        System.out.println("开始购物");
        // 最开始是待付款状态
        this.orderStatus = new Pending();
    }

    public void setOrderStatus(IOrderStatus orderStatus) {
        this.orderStatus = orderStatus;
    }


    /**
     * 去付款
     */
    public void toPay() {
        ((Pending)this.orderStatus).toPay(this);
    }

    /**
     * 取消付款
     */
    public void toCancelPay() {
        ((Pending)this.orderStatus).toCancelPay(this);
    }

    /**
     * 取消付款
     */
    public void cancelPay() {
        ((CancelPay)this.orderStatus).cancelPay(this);
    }

    /**
     * 去发货
     */
    public void toSendProduct() {
        ((WaitOut)this.orderStatus).toSendProduct(this);
    }

    /**
     * 申请退款
     */
    public void toRefunds() {
        ((Confirm)this.orderStatus).toRefunds(this);
    }

    /**
     * 已退款
     */
    public void refunded() {
        ((Refunds)this.orderStatus).refunded(this);
    }

    public void toReceiveProduct() {
        ((WaitReceive)this.orderStatus).toReceiveProduct(this);
    }

    /**
     * 点击确认收货按钮
     */
    public void toConfirmReceived() {
        ((Confirm)this.orderStatus).toConfirmReceived(this);
    }

    /**
     * 去评价订单
     */
    public void toOrderEvaluation() {
        ((OrderEvaluation)this.orderStatus).toOrderEvaluation(this);
    }

    /**
     * 已完成
     */
    public void finish() {
        ((Finish)this.orderStatus).finish(this);
    }
}

第二步：定义抽象状态类

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 订单状态
 */
public interface IOrderStatus {

}

抽象状态类里面并没有方法

第三步：定义具体状态实现

待付款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 待付款
 */
public class Pending implements IOrderStatus {
    public Pending() {
        System.out.println("当前状态::待付款");

    }

    public void toPay(OrderContext context) {
        System.out.println("付款完成了, 待出库");
        context.setOrderStatus(new WaitOut());
    }

    /*
     * 取消付款
     */
    public void toCancelPay(OrderContext context) {
        System.out.println("不想要了, 要取消付款");
        context.setOrderStatus(new CancelPay());
    }

}

待出库

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 待出库
 */
public class WaitOut implements IOrderStatus {

    public WaitOut() {
        System.out.println("当前状态::待出库");
    }


    /*
     * 退货退款
     */
    public void toRefunds(OrderContext context) {
        System.out.println("不想要了, 申请退货退款");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }

    /**
     * 去发货
     * @param context
     */
    public void toSendProduct(OrderContext context) {
        System.out.println("出库完成, 待收货");
        context.setOrderStatus(new WaitReceive());
    }
}

待收货

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 待收货
 */
public class WaitReceive implements IOrderStatus {

    public WaitReceive() {
        System.out.println("当前状态 :: 待收货");
    }

    /*
     * 退货退款
     */
    public void refunds(OrderContext context) {
        System.out.println("申请退货");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }

    /**
     * 去收获
     * @param context
     */
    public void toReceiveProduct(OrderContext context) {
        System.out.println("执行收货逻辑, 完成收货操作");
        context.setOrderStatus(new Confirm());

    }
}

确认收货

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

public class Confirm implements IOrderStatus {

    public Confirm() {
        System.out.println("当前状态 :: 确认收货");
    }

    public void toRefunds(OrderContext context) {
        System.out.println("不想要了, 想退款");
        context.setOrderStatus(new Refunds());
    }


    public void toConfirmReceived(OrderContext context) {
        System.out.println("执行确认收货逻辑");
        context.setOrderStatus(new OrderEvaluation());
    }
}

订单评价

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 订单评价
 */
public class OrderEvaluation implements IOrderStatus {

    public OrderEvaluation() {
        System.out.println("当前状态 :: 订单待评价");
    }

    public void toOrderEvaluation(OrderContext context) {
        System.out.println("订单评价完了");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }
}

订单完成

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 订单完成
 */
public class Finish implements IOrderStatus {

    public void finish(OrderContext context) {
        System.out.println("订单完成");
    }
}

取消付款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

/**
 * 取消付款
 */
public class CancelPay implements IOrderStatus {


    /*
     * 取消付款
     */
    public void cancelPay(OrderContext context) {
        System.out.println("执行取消付款逻辑");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }

}

退货退款

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

public class Refunds implements IOrderStatus {

    public Refunds() {
        System.out.println("当前状态 :: 退货退款");
    }


    public void refunded(OrderContext context) {
        System.out.println("完成退款");
        context.setOrderStatus(new Finish());
    }
}

第四步：客户端调用

package com.lxl.www.designPatterns.statePattern.order3;

public class OrderClient {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("==========张三   开始下单==========");
        OrderContext o1 = new OrderContext();

        System.out.println("===========取消付款==============");
        o1.toCancelPay();
        o1.cancelPay();


        System.out.println("");
        System.out.println("");
        System.out.println("==========李四    开始下单  收货后退款==========");
        OrderContext o2 = new OrderContext();

        System.out.println("===========付款==============");
        o2.toPay();

        System.out.println("===========发货==============");
        o2.toSendProduct();
        System.out.println("===========收获==============");
        o2.toReceiveProduct();
        System.out.println("===========退货==============");
        o2.toRefunds();
        o2.refunded();
        System.out.println("===========完成==============");
        o2.finish();


        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println("==========王五    开始下单走完全流程==========");
        OrderContext o3 = new OrderContext();

        System.out.println("===========付款==============");
        o3.toPay();

        System.out.println("===========出库==============");
        o3.toSendProduct();

        System.out.println("===========收货==============");
        o3.toReceiveProduct();

        System.out.println("===========确认收货==============");
        o3.toConfirmReceived();

        System.out.println("===========订单评价==============");
        o3.toOrderEvaluation();

        System.out.println("===========订单完成==============");
        o3.finish();

    }
}

运行结果：

张三开始下单

开始购物

当前状态::待付款

=取消付款====

不想要了, 要取消付款

执行取消付款逻辑

李四开始下单收货后退款

开始购物

当前状态::待付款

=付款

付款完成了, 待出库

当前状态::待出库

=发货

出库完成, 待收货

当前状态 :: 待收货

=收获

执行收货逻辑, 完成收货操作

当前状态 :: 确认收货

=退货

不想要了, 想退款

当前状态 :: 退货退款

完成退款

=完成====

订单完成

王五开始下单走完全流程

开始购物

当前状态::待付款

=付款

付款完成了, 待出库

当前状态::待出库

=出库

出库完成, 待收货

当前状态 :: 待收货

=收货

执行收货逻辑, 完成收货操作

当前状态 :: 确认收货

=确认收货

执行确认收货逻辑

当前状态 :: 订单待评价

=订单评价

订单评价完了

=订单完成

订单完成

运行结果和方案二是一样的

四、状态设计模式的优缺点

优点：

结构清晰，避免了过多的switch…case或if…else语句的使用
代码有很强的可读性。状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中
状态类职责明确，有利于程序的扩展。通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换。
封装性非常好，状态变化放置到了类的内部来实现，外部调用不需要知道类内部如何实现状态和行为的变换

缺点：

会产生很多类。每个状态都要一个对应的类，当状态过多时会产生很多类，加大维

护难度
违背开闭原则：增加一个状态，除了要增加状态子类，还需要修改原来的环境类。

五、应用场景

当一个事件或者对象有很多种状态，状态之间会相互转换，对不同的状态要求有不同的行为的时候，可以考虑使用状态模式

电梯，有运行状态、开门状态、闭门状态、停止状态等
一日从早到晚自身的状态，比如工作状态、学习状态、睡觉状态等等
运动员可以有正常状态、非正常状态和超长状态

六、注意事项

在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式，使用时对象的状态最好不要超过5个。因为状态越多，逻辑越负责，后期维护成本越高。

七、状态模式对六大原则的使用分析

单一职责原则：符合单一职责原则，一个状态类只做一件事
里式替换原则：父类出现的地方都可以使用子类替换。--- 状态模式父类是抽象类或者接口。方案一重写了父类的构造方法
依赖倒置原则：依赖于抽象，而不是依赖于具体。---符合
接口隔离原则：依赖于最小接口---方案二不符合
迪米特法则：最小知识原则-之和朋友交流，减少和朋友的沟通 --- 符合
开闭原则：对扩展开放，对修改关闭----增加状态需要修改原来的环境类---不符合

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原文地址：https://www.cnblogs.com/ITPower/p/14980134.html

23种设计模式(七)-状态设计模式

一. 什么是状态模式?

二. 状态模式的结构

1. 环境类

2. State抽象状态类

3. 具体状态

4. Client客户端

三. 状态模式的应用实例

第一种： 状态是一条线的实现逻辑

第一步：定义上下文环境类。

第二步： 定义状态抽象类。

第三步：定义状态具体类。

第四步： 定义客户端类， 模拟下单的流程

第二种： 带有取消付款和退货退款状态。

第一步： 定义上下文环境类。

第二步：定义抽象状态类

第三步：定义具体状态类。

第四步： 客户端调用

第三种：完善方案二

第一步： 定义环境上下文类

第二步： 定义抽象状态类

第三步： 定义具体状态实现

第四步：客户端调用

四、状态设计模式的优缺点

优点：

缺点：

五、应用场景

六、注意事项

七、状态模式对六大原则的使用分析

第一种：状态是一条线的实现逻辑

第二步：定义状态抽象类。

第四步：定义客户端类，模拟下单的流程

第二种：带有取消付款和退货退款状态。

第一步：定义上下文环境类。

第四步：客户端调用

第一步：定义环境上下文类

第二步：定义抽象状态类

第三步：定义具体状态实现