设计模式-状态模式（State Pattern）结构|原理|优缺点|场景|示例

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许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。这种模式主要用于当一个对象的行为依赖于它的状态（即内部状态），并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时。

结构： 状态模式主要包含以下几个角色：

1. Context（环境类/上下文）：定义了客户感兴趣的接口，并维护一个具体状态对象的引用，将与状态相关的操作委托给当前状态对象处理。
2. State（抽象状态类）：定义一个接口，用以封装使用上下文环境的各个状态所对应的行为。
3. ConcreteState（具体状态类）：实现抽象状态类定义的接口，每一个具体状态类对应上下文的一个具体状态，负责实现该状态下对应的行为。

原理：

• 上下文对象持有一个状态对象的引用，这个状态对象决定了上下文对象的行为。
• 当上下文对象的内部状态改变时，它会改变所持有的状态对象，从而改变其行为。
• 上下文对象不需要知道具体状态类的细节，只需要通过抽象状态类的接口与状态对象交互。

优缺点： 优点：

• 结构清晰，将状态相关的代码组织在一起，符合单一职责原则。
• 将状态转换的逻辑封装在状态类中，使得状态转换逻辑与上下文对象分离，易于扩展新的状态和转换逻辑。
• 提高了对象的可扩展性和可维护性。

缺点：

• 如果状态过多，会导致类的个数增加，系统复杂度上升。
• 状态模式的使用需要合理判断，避免过度设计。

应用场景：

• UI控件的状态变化，如按钮的禁用/启用状态。
• 状态机的实现，如ATM机的不同操作状态。
• 工作流系统，如订单处理的不同阶段。

代码示例（以Java为例）

// 抽象状态类
interface PlayerState {
    void play();
    void stop();
    void pause();
}

// 具体状态类：播放状态
class PlayingState implements PlayerState {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("Already playing.");
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("Stopping the player.");
    }

    @Override
    public void pause() {
        System.out.println("Pausing the player.");
        // 可能会在这里切换到暂停状态（PauseState）
    }
}

// 具体状态类：暂停状态
class PausedState implements PlayerState {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("Resuming the player.");
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("Stopping the player.");
    }

    @Override
    public void pause() {
        System.out.println("Player is already paused.");
    }
}

// 上下文类：播放器
class MediaPlayer {
    private PlayerState state;

    public MediaPlayer() {
        this.state = new StoppedState(); // 初始状态设为停止状态
    }

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

    public void play() {
        state.play();
    }

    public void stop() {
        state.stop();
    }

    public void pause() {
        state.pause();
    }
}

// 示例使用
public class StatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MediaPlayer player = new MediaPlayer();
        player.play(); // 输出：Starting the player.
        player.pause(); // 输出：Pausing the player.
        player.stop(); // 输出：Stopping the player.
    }
}

        在这个例子中，MediaPlayer是上下文，它维护了一个PlayerState的实例，通过调用play()、stop()、pause()等方法，实际上是由当前状态对象决定具体的行为。随着状态的改变，播放器的行为也会相应变化。