State - 状态设计模式

什么是状态设计模式？

在状态模式（State Pattern）中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象。

优缺点

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。

示例

我们以订单状态为例，假定共有 validation, allocation, process, finished 四个状态，每个状态执行都有各自的逻辑，而且完成后自动流转到下一个状态。

interface State {
    void process(Order order);
}

// concreteStates
class ValidationState implements State {
    @Override
    public void process(Order order) {
        System.out.println("Validating the order...");
        order.setState(new AllocationState());
    }
}

class AllocationState implements State {
    @Override
    public void process(Order order) {
        System.out.println("Allocate the order to a worker...");
        order.setState(new ProcessState());
    }
}

class ProcessState implements State {
    @Override
    public void process(Order order) {
        System.out.println("The order is WIP...");
        order.setState(new FinishedState());
    }
}

class FinishedState implements State {
    @Override
    public void process(Order order) {
        System.out.println("The order is finished");
    }
}
    
// context
class Order {
    private State state;
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void process() {
        this.state.process(this);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    final Order order = new Order();
    order.setState(new ValidationState());
    order.process();
    order.process();
    order.process();
    order.process();
    order.process();
}

Output

Validating the order...
Allocate the order to a worker...
The order is WIP...
The order is finished
The order is finished