状态模式又称对象模式，状态模式是对象的行为模式。
状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。
1.结构
用一句话来说，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。
结构如下:
涉及到的角色如下:
环境(Context)角色，也成上下文：定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
抽象状态(State)角色：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所对应的行为。
具体状态(ConcreteState)角色：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。
源代码如下:
环境角色：
public class Context { private State state; public void setState(State state) { this.state = state; state.handleState(); } public State getState() { return state; } }
抽象状态:
/** * 状态类 * * @author Administrator * */ public interface State { void handleState(); }
具体状态A:
public class ConcreteSateA implements State { @Override public void handleState() { System.out.println("A状态处理请求"); } }
具体状态B:
public class ConcreteSateB implements State { @Override public void handleState() { System.out.println("B状态处理请求"); } }
客户端:
public class Client { public static void main(String[] args) { Context context = new Context(); State state = new ConcreteSateA(); context.setState(state); State state2 = new ConcreteSateB(); context.setState(state2); } }
结果:
A状态处理请求
B状态处理请求
注意:上面状态的变化是由客户端来决定的，也可以由具体状态决定，也就是由ConcreteState自行决定它的下一任状态。
2. 基于状态模式的红绿灯实现
路口的交通信号灯就有不同的状态，红灯停、绿灯行、黄灯暂停。而且状态是固定变化的，红->绿->蓝。假设红灯亮30s，绿灯30s，黄灯3s。
结构如下:
源代码如下:
环境角色:
public class Context { private LightState state; public void setState(LightState state) { this.state = state; } // 也可以将此方法直接写到上面setState方法中 void action() { state.action(this); } }
抽象状态:传context是为了在具体状态类中改变context状态
/** * 状态类 * * @author Administrator * */ public interface LightState { void action(Context context); }
具体状态类:
public class RedLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("红灯停"); // 模拟亮30秒钟 try { Thread.sleep(30 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为绿灯 context.setState(new GreenLightState()); context.action(); } }
public class GreenLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("绿灯行"); // 模拟亮30秒钟 try { Thread.sleep(30 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为黄灯 context.setState(new YellowLightState()); context.action(); } }
public class YellowLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("黄灯暂停"); // 模拟亮3秒钟 try { Thread.sleep(3 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为红灯 context.setState(new RedLightState()); context.action(); } }
客户端:
public class Client { public static void main(String[] args) { Context context = new Context(); context.setState(new GreenLightState()); context.action(); } }
结果:
绿灯行
黄灯暂停
红灯停
绿灯行
...
总结:
意图：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。
主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。
如何解决：将各种具体的状态类抽象出来。
关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。
应用实例： 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中，'钟是抽象接口','钟A'等是具体状态，'曾侯乙编钟'是具体环境（Context）。
优点： 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。
缺点： 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
使用场景： 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。
注意事项：在行为受状态约束的时候使用状态模式，而且状态不超过 5 个。
状态模式与策略模式区别:
如果环境角色只有一个状态应该使用策略模式。
策略模式的特点是一旦角色选择了一个具体策略类，那么在整个环境类的生命周期里它都不会改变这个具体策略类。而状态模式则适用于另一种情况，即环境角色有明显的状态转移，在环境的生命周期里有几个不同的状态对象被使用。
另一个微妙的区别在于策略模式的环境类自己选择一个具体策略类，而状态模式的环境类是被外在原因放进一个具体状态中。
策略模式所选的策略往往并不明显地告诉客户端它所选择的具体策略；而状态模式则相反，环境角色所处的状态是明显告诉客户端的。