一、【概念定义】—— “将状态封装为对象，行为随状态而变”

状态模式（State Pattern）：
一种“行为封装型”行为设计模式，它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。
核心思想：将“状态”抽象为独立的类，每个状态类封装该状态下的行为；上下文对象（Context）持有当前状态引用，行为委托给当前状态对象。
目标：消除庞大的条件语句，让状态转换显式化，支持状态独立扩展。

口诀：“状态封装成对象，行为委托自动走；状态切换无缝隙，扩展新增不用愁！”

二、【解决的问题】—— “if-else 地狱”的三大灾难

想象你正在开发一个电梯控制系统：

• 条件判断：
• java
• 深色版本
• void openDoor() { if (state == RUNNING) { System.out.println(" 运行中不能开门！"); } else if (state == STOPPED) { state = OPEN; System.out.println(" 门已打开"); } // ... 其他状态 }
• → 每个方法都有状态判断！新增“紧急状态”？所有方法加 else if！维护噩梦！
• 状态模式：
• ElevatorState 接口：定义 openDoor(), closeDoor(), run(), stop()；
• OpenState, ClosedState, RunningState... 每个状态类实现接口；
• Elevator（上下文）持有 currentState，调用 currentState.openDoor()；
  → 行为由当前状态对象决定！新增状态？只需新增状态类！

核心解决：

条件语句爆炸 → 行为分散到状态类；扩展困难 → 新增状态不影响现有代码；状态转换隐式 → 状态类内部显式管理转换。

三、【适用场景】—— “对象行为依赖状态”的四大名器

你该用状态模式，如果符合以下“四态原则”：

警告：如果状态少（≤2）、行为简单 —— 状态模式是过度设计！

四、【经典案例】—— 四大“状态切换王者”的成名战

1. 【电梯控制系统】—— 开门、关门、运行、停止，行为自动切换！

电梯在不同状态下：开门、关门、运行、停止行为不同
if-else：每个操作方法都要判断当前状态 → 代码重复且易错；
状态模式：

OpenState.openDoor() → “门已开，无需再开”；RunningState.openDoor() → “运行中禁止开门！”；RunningState 中调用 elevator.setState(new StoppedState()) 切换状态；
效果：新增“维修状态”？只需 MaintenanceState！电梯类零修改！

2. 【订单状态机】—— 待支付、已支付、已发货、已完成，流程严谨！

订单状态：待支付→已支付→已发货→已完成
switch：pay() 方法中判断当前状态是否允许支付 → 逻辑分散；
状态模式：

PendingState.pay() → 扣款+切换到 PaidState；PaidState.pay() → “已支付，无需重复！”；ShippedState.cancel() → “已发货，不可取消！”；
效果：新增“退款中”状态？只需 RefundingState！订单状态转换清晰可控！

3. 【游戏角色状态】—— 闲置、奔跑、攻击、死亡，动画行为不同！

角色在不同状态下：移动、攻击、受击反应不同
条件判断：update() 方法中根据状态播放不同动画 → 代码臃肿；
状态模式：

IdleState.update() → 播放待机动画；RunningState.handleInput(“攻击”) → 切换到 AttackingState；DeadState.move() → “角色已死亡，无法移动！”；
效果：新增“眩晕状态”？只需 StunnedState！游戏逻辑与状态解耦！

4. 【视频播放器】—— 播放、暂停、缓冲、停止，控制逻辑不同！

播放器状态：播放中可暂停，暂停中可继续，缓冲中禁用快进
if-else：每个控制按钮都要判断状态 → 易遗漏边界情况；
状态模式：

PlayingState.pause() → 切换到 PausedState；
BufferingState.fastForward() → “缓冲中禁止快进！”；StoppedState.play() → 加载视频+切换到 PlayingState；
效果：新增“广告状态”？只需 AdState！播放器控制逻辑清晰！

五、【结构简述】—— 状态宇宙的“三体架构”

状态模式三要素：

调用流程：
Client → 调用 context.openDoor() →
context.currentState.openDoor() → OpenState 执行逻辑 → 可能调用 context.setState(new ClosedState()) 切换状态
关键：状态对象持有 Context 引用，以便切换状态！

六、【注意事项】—— “变身”虽酷，小心“过度切换”！

1. 类数量膨胀

每个状态一个类 → 状态多时类数量激增！
解决：

用状态表（State Table） 或 状态机框架（如 Spring State Machine）；权衡：状态复杂度 > 类数量成本 时使用。

2. 状态转换分散

状态转换逻辑分散在各个状态类中 → 难以全局查看状态图！
解决：

用UML状态图文档化；或集中管理转换（如“状态管理器”），但会牺牲部分灵活性。

3. 性能开销

多一层委托调用 → 轻微性能损耗（通常可忽略）
权衡：可维护性收益 >> 性能损耗 时使用。

4. 状态 vs 策略

状态模式：状态驱动行为，状态转换由上下文或状态自身触发；策略模式：客户端主动切换算法，无状态转换概念；
记住：状态是“被动响应”，策略是“主动选择”。

七、【实战应用】—— 50行代码，打造“电梯状态系统”

java

深色版本

// 1. 状态接口
interface ElevatorState {
    void openDoor(Elevator elevator);
    void closeDoor(Elevator elevator);
    void run(Elevator elevator);
    void stop(Elevator elevator);
}

// 2. 具体状态：开门状态
class OpenState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已打开，无需再开！");
    }

    @Override
    public void closeDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已关闭");
        elevator.setState(new ClosedState()); // 切换到关闭状态
    }

    @Override
    public void run(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门未关闭，禁止运行！");
    }

    @Override
    public void stop(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯已停止（门开状态）");
    }
}

// 3. 具体状态：关闭状态
class ClosedState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已打开");
        elevator.setState(new OpenState());
    }

    @Override
    public void closeDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已关闭，无需再关！");
    }

    @Override
    public void run(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯开始运行");
        elevator.setState(new RunningState());
    }

    @Override
    public void stop(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯已停止（门关状态）");
        elevator.setState(new StoppedState());
    }
}

// 4. 具体状态：运行状态
class RunningState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 运行中禁止开门！");
    }

    @Override
    public void closeDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已关闭，无需操作！");
    }

    @Override
    public void run(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯正在运行中...");
    }

    @Override
    public void stop(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯已停止");
        elevator.setState(new StoppedState());
    }
}

// 5. 具体状态：停止状态
class StoppedState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已打开");
        elevator.setState(new OpenState());
    }

    @Override
    public void closeDoor(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 门已关闭，但电梯未运行！");
    }

    @Override
    public void run(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯开始运行");
        elevator.setState(new RunningState());
    }

    @Override
    public void stop(Elevator elevator) {
        System.out.println(" 电梯已停止，无需再停！");
    }
}

// 6. 上下文：电梯
class Elevator {
    private ElevatorState state;

    public Elevator() {
        this.state = new StoppedState(); // 初始状态：停止
    }

    // 委托给当前状态
    public void openDoor() { state.openDoor(this); }
    public void closeDoor() { state.closeDoor(this); }
    public void run() { state.run(this); }
    public void stop() { state.stop(this); }

    // 状态切换（包内可见或提供给状态类）
    void setState(ElevatorState state) {
        this.state = state;
        System.out.println(" 当前状态: " + state.getClass().getSimpleName());
    }
}

// 7. 客户端
public class StateDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" 智能电梯系统启动...");

        Elevator elevator = new Elevator();

        // 模拟用户操作
        elevator.openDoor();   // 停止 → 开门
        elevator.closeDoor();  // 开门 → 关闭
        elevator.run();        // 关闭 → 运行
        elevator.openDoor();   // 运行中禁止开门！
        elevator.stop();       // 运行 → 停止
        elevator.openDoor();   // 停止 → 开门

        // 新增状态？如“维修状态”？只需新增 MaintenanceState 类！
        // 电梯类和现有状态类无需修改！
    }
}

运行结果：

深色版本

 智能电梯系统启动...
 门已打开
 当前状态: OpenState
 门已关闭
 当前状态: ClosedState
 电梯开始运行
 当前状态: RunningState
 运行中禁止开门！
 电梯已停止
 当前状态: StoppedState
 门已打开
 当前状态: OpenState

看到了吗？电梯的行为完全由当前状态对象决定！

在 RunningState 中调用 openDoor() → 直接拒绝！在 OpenState 中调用 closeDoor() → 自动切换到 ClosedState！
新增“紧急停止状态”？只需：

java

深色版本

class EmergencyState implements ElevatorState { public void openDoor(Elevator e) { System.out.println(" 紧急状态，门已锁定！"); } // ... 其他方法 }

—— 电梯系统瞬间支持新状态！这就是状态模式的威力！

最后总结：状态模式 —— 对象界的“智能变身大师”

以前：if-else 地狱 → 代码臃肿，扩展困难；
现在：状态对象 → 行为随状态自动切换，扩展如搭积木！
状态模式就是对象界的“行为变形金刚” —— 用状态对象封装行为，让对象在不同状态下展现不同面貌，变化中保持优雅与秩序！

记忆口诀：

对象行为随态变，
状态模式解忧难。
封装状态成对象，
委托调用自动转！
电梯订单游戏机，
状态切换它最擅。
新增状态加个类，
旧码纹丝不用改！
莫为简单状态忙，
复杂多态再登场！