状态模式是一种强大的面向对象设计模式，它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。这种模式主要用于当对象的状态转换规则固定，且在不同状态下对象的行为有明显的区别时。通过使用状态模式，可以将与特定状态相关的行为局部化，使得代码更加模块化和可维护。
状态模式（State Pattern）是面向对象编程中的一种设计模式，用于处理对象在其生命周期中的不同状态，这种模式允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为，从而使对象看起来似乎修改了其类，这种模式主要用于实现有限状态机，其中对象的行为取决于其当前状态。
状态模式的定义
状态模式定义了一系列的对象，这些对象都有一个共同的接口，并且这个接口封装了它们的状态转换逻辑，这个接口被称为“状态”，每个具体的状态都是这个接口的一个实现，它定义了在给定的上下文中对象应该采取的行为。
状态模式的结构
状态模式的主要组成部分包括：
环境类（Context）：这是使用状态对象的类，环境类通常包含一个指向具体状态对象的引用，并负责调用状态对象的方法以执行操作。
抽象状态类（State）：这是一个抽象类，定义了所有具体状态类的公共接口，这个接口通常包含了一些方法，这些方法描述了当对象从一个状态转移到另一个状态时应该发生的事情。
具体状态类（Concrete State）：这是实现了抽象状态类的具体类，每个具体状态类都代表了一个特定的状态，并定义了在该状态下对象的行为。
状态模式的使用场景
状态模式在以下情况下非常有用：
- 当你需要根据对象的内部状态改变其行为时。
- 当你需要避免让不同的状态逻辑散布在代码的各个部分时。
- 当你需要将复杂的状态逻辑封装在一个对象中，以便更好地管理和维护代码时。
状态模式的优点
状态模式有以下优点：
- 将状态转换的逻辑封装在状态对象中，使得状态转换变得更加清晰和易于理解。
- 通过将状态对象作为参数传递给环境类的方法，可以很容易地改变对象的状态。
- 由于状态对象只依赖于环境类，因此它可以在不同的环境中使用。
状态模式的缺点
尽管状态模式有许多优点，但它也有一些缺点：
- 状态模式可能会导致设计变得复杂，因为每个具体状态都需要一个单独的类来表示。
- 如果状态转换的逻辑很复杂，那么状态模式可能会增加代码的复杂性。
状态模式的实例
让我们通过一个简单的例子来看看状态模式是如何工作的，假设我们正在为一个停车计费系统编写代码，该系统有一个车辆类，该类有一个当前状态（“空闲”，“停车”，“离开”），每种状态都有不同的行为，“空闲”状态不收费，“停车”状态按小时收费，“离开”状态停止收费。
我们可以使用状态模式来实现这个系统，我们定义一个抽象状态类，该类定义了所有状态共享的行为：
public abstract class State {
public abstract void handle(ParkingSystem parkingSystem);
}我们为每种状态定义一个具体的类：
public class IdleState extends State {
@Override
public void handle(ParkingSystem parkingSystem) {
System.out.println("No charge for idle state.");
}
}
public class ParkedState extends State {
@Override
public void handle(ParkingSystem parkingSystem) {
System.out.println("Charging for parked state.");
}
}
public class LeftState extends State {
@Override
public void handle(ParkingSystem parkingSystem) {
System.out.println("Stop charging for left state.");
}
}我们定义一个环境类，该类使用状态对象来处理请求：
public class ParkingSystem {
private State state;
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
public void request() {
state.handle(this);
}
}我们可以创建一个停车系统对象，并通过改变其状态来改变其行为：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ParkingSystem parkingSystem = new ParkingSystem();
parkingSystem.setState(new IdleState());
parkingSystem.request(); // Output: No charge for idle state.
parkingSystem.setState(new ParkedState());
parkingSystem.request(); // Output: Charging for parked state.
parkingSystem.setState(new LeftState());
parkingSystem.request(); // Output: Stop charging for left state.
}
}就是状态模式的基本概念和使用方式，通过使用状态模式，我们可以更容易地管理和维护代码，同时也可以提高代码的可读性和可维护性。
