掌握Java状态模式（从零开始的状态模式实战教程）

为什么需要状态模式？

假设你正在开发一个简单的音乐播放器，它有“播放”、“暂停”和“停止”三种状态。如果不使用状态模式，你可能会写出大量 if-else 或 switch 语句来判断当前状态并执行相应操作。这不仅代码冗长，而且难以维护和扩展。

而使用设计模式Java中的状态模式，我们可以将每个状态封装成独立的类，让代码更清晰、更易扩展。

状态模式的核心结构

• Context（上下文）：持有当前状态的引用，并将请求委托给当前状态对象。
• State（状态接口）：定义所有具体状态共有的接口。
• ConcreteState（具体状态类）：实现状态接口，处理与该状态相关的行为。

实战：用Java实现一个简单的订单状态机

我们以电商订单为例，订单可能有以下状态：新建（New）、已支付（Paid）、已发货（Shipped）、已完成（Completed）。

1. 定义状态接口

public interface OrderState {    void pay(OrderContext context);    void ship(OrderContext context);    void complete(OrderContext context);}

2. 实现具体状态类

NewState（新建状态）：

public class NewState implements OrderState {    @Override    public void pay(OrderContext context) {        System.out.println("订单已支付。");        context.setState(new PaidState());    }    @Override    public void ship(OrderContext context) {        System.out.println("错误：订单未支付，不能发货！");    }    @Override    public void complete(OrderContext context) {        System.out.println("错误：订单未发货，不能完成！");    }}

PaidState（已支付状态）：

public class PaidState implements OrderState {    @Override    public void pay(OrderContext context) {        System.out.println("订单已支付，无需重复支付。");    }    @Override    public void ship(OrderContext context) {        System.out.println("订单已发货。");        context.setState(new ShippedState());    }    @Override    public void complete(OrderContext context) {        System.out.println("错误：订单未发货，不能完成！");    }}

3. 创建上下文类

public class OrderContext {    private OrderState state;    public OrderContext() {        this.state = new NewState(); // 初始状态为新建    }    public void setState(OrderState state) {        this.state = state;    }    public void pay() {        state.pay(this);    }    public void ship() {        state.ship(this);    }    public void complete() {        state.complete(this);    }}

4. 测试状态切换

public class Main {    public static void main(String[] args) {        OrderContext order = new OrderContext();        order.pay();      // 输出：订单已支付。        order.ship();     // 输出：订单已发货。        order.complete(); // 输出：订单已完成。        // 尝试非法操作        order.ship();     // 在 Completed 状态下，ship 方法会提示错误（需实现 CompletedState）    }}

注意：为了完整，你还需要实现 ShippedState 和 CompletedState 类，逻辑类似。

状态模式的优势

• 消除庞大的条件分支语句（if-else / switch）
• 符合开闭原则：新增状态只需添加新类，无需修改现有代码
• 提高代码可读性和可维护性

总结

通过本教程，你应该已经掌握了如何在 Java 中使用状态机实现业务逻辑。状态模式不仅能让你的代码更优雅，还能显著提升系统的可扩展性。

记住，当你发现你的类中有大量基于状态的条件判断时，就是考虑使用Java状态模式的时候了！

希望这篇状态模式教程对你有所帮助！快去试试吧～