设计模式之状态模式（三分钟学会一个设计模式）

蓝娅萍 · 2025-6-6 12:45:04

状态模式（State Pattern）的定义是这样的：类的行为是基于它的状态改变的。
注意这里的状态不是狭义的指对象维护了一个“状态”字段，我们传入了不同的枚举值，对象整体的表现行为（对外方法）就改变了。
而是指内部的（任意）字段如果发生了变化，那么它的状态就变了，那么它对外的表现形式就变了。
状态模式是面向对象的23种设计模式中的一种，属于行为模式的范围。
通常我们在解决不同状态下，对外方法的不同表现时，可以定义若干的枚举，然后写一大堆if、 elseif、 switch等选择命令来区分不同的状态，然后走不同的业务分支。
而状态模式是支持将这些分支业务抽离出一个独立类（状态类），我们通过传入不同的状态类，就可以动态的执行不同的业务方法。
整体的结构大概是这样的：

业务类维护了一个内部状态对象，这个状态对象支持由外部传入，切换为不同的状态对象。
而这些状态对象都统一实现了具体的方法，业务类内部在执行业务方法时，会调用这些状态对象中实现的方法。(防盗连接：本文首发自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )这样在切换状态时，业务方法就会调用不同的状态对象的方法了。从面向对象的角度，实现了状态变化，类行为的同步变化。
来看一个具体的代码示例：
类图如下

枚举类

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 public enum TextStatusEnum {
4 ONLY_READ,
5 READ_WRITE,
6 UNAVAILABLE;
7
8 }

复制代码

状态定义接口

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 /**
4 * @discription
5 */
6 public interface TextState {
7 TextStatusEnum getStatus();
8
9 void write(String content);
10
11 void clear();
12
13 String read();
14
15 void setContent(StringBuilder sb);
16 }

复制代码

只读状态

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 import lombok.Data;
4 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
5
6 /**
7 * @discription
8 */
9 @Slf4j
10 @Data
11 public class OnlyReadState implements TextState {
12 private static final TextStatusEnum textStatus = TextStatusEnum.ONLY_READ;
13
14 private StringBuilder sb;
15
16 @Override
17 public TextStatusEnum getStatus() {
18 return textStatus;
19 }
20
21 public void write(String content) {
22 log.error("sorry, you can not write");
23 }
24
25 public void clear() {
26 log.error("sorry, you can not clear");
27 }
28
29 public String read() {
30 return sb.toString();
31 }
32
33 @Override
34 public void setContent(StringBuilder sb) {
35 this.sb = sb;
36 }
37 }

复制代码

读写状态

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 import lombok.Data;
4 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
5
6 /**
7 * @discription
8 */
9 @Data
10 @Slf4j
11 public class ReadWriteState implements TextState {
12 private static final TextStatusEnum textStatus = TextStatusEnum.ONLY_READ;
13
14 private StringBuilder sb = new StringBuilder();
15
16 @Override
17 public TextStatusEnum getStatus() {
18 return textStatus;
19 }
20
21 public void write(String content) {
22 sb.append(content);
23 }
24
25 public void clear() {
26 sb.setLength(0);
27 }
28
29 public String read() {
30 return sb.toString();
31 }
32
33 @Override
34 public void setContent(StringBuilder sb) {
35 this.sb = sb;
36 }
37 }

复制代码

本文编辑器（业务类/上下文）

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 import lombok.Data;
4 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
5
6 /**
7 * @discription
8 */
9 @Slf4j
10 public class TextEditor {
11
12 private StringBuilder sb = new StringBuilder();
13
14 private TextState textState;
15
16 public void setState(TextState textState) {
17 textState.setContent(sb);
18 this.textState = textState;
19 }
20
21 public void write(String content) {
22 if (textState == null) {
23 log.error("no state exist");
24 return;
25 }
26 textState.write(content);
27 }
28
29 public void clear() {
30 if (textState == null) {
31 log.error("no state exist");
32 return;
33 }
34 textState.clear();
35 }
36
37 public String read() {
38 if (textState == null) {
39 log.error("no state exist");
40 return "no state";
41 }
42 return textState.read();
43 }
44
45 }

复制代码

主类

1 package com.example.demo.learn.pattern.behavior.status;
2
3 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
4
5 /**
6 * @discription
7 */
8 @Slf4j
9 public class PatternMain {
10 public static void main(String[] args) {
11 TextEditor editor = new TextEditor();
12 String text;
13
14 //可读写状态
15 TextState rw = new ReadWriteState();
16 editor.setState(rw);
17 for (int i = 0; i < 3; i++) {
18 editor.write("write" + i);
19 text = editor.read();
20 log.warn("read :" + text);
21 }
22 editor.clear();
23 text = editor.read();
24 log.warn("after clear, we read :" + text);
25 editor.write("last write");
26
27 log.warn("-----------------------now, we exchange state to only read-----------------------" );
28 //只读状态
29 TextState or = new OnlyReadState();
30 editor.setState(or);
31 for (int i = 0; i < 3; i++) {
32 editor.write("write" + i);
33 text = editor.read();
34 log.warn("read :" + text);
35 }
36 editor.clear();
37 text = editor.read();
38 log.warn("after clear, we read :" + text);
39 }
40 }

复制代码

输出效果如下：

10:02:52.356 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :write0
10:02:52.368 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :write0write1
10:02:52.369 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :write0write1write2
10:02:52.371 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - after clear, we read :(防盗连接：本文首发自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )
10:02:52.372 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - -----------------------now, we exchange state to only read-----------------------
10:02:52.376 [main] ERROR com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.OnlyReadState - sorry, you can not write
10:02:52.378 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :last write
10:02:52.378 [main] ERROR com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.OnlyReadState - sorry, you can not write
10:02:52.378 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :last write
10:02:52.379 [main] ERROR com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.OnlyReadState - sorry, you can not write
10:02:52.379 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - read :last write
10:02:52.379 [main] ERROR com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.OnlyReadState - sorry, you can not clear
10:02:52.380 [main] WARN com.example.demo.learn.pattern.behavior.status.PatternMain - after clear, we read :last write
Process finished with exit code 0

复制代码

我们可以看到在最初设置读写状态后，可以做读、写、清除等操作
在设置读状态后则只能读了。
这样回头来看，其实我们就是将不同if Switch的选择分支，连同选择的状态，一同封装到不同的状态类中，我们需要新增一种分支逻辑，不再需要修改选择分支，而是只需要新增一个状态类即可。
那是否状态模式可以替代传统的if 选择分支，答案是不能，本质上还是一个度的原因，面相对象如果过度设计，会导致类的数量无限膨胀，难以维护，试想如果存在多个状态字段（status、type等），则实体对象的状态是由多个状态字段组合而成的，每增加一个新的状态字段，都会导致状态的数量快速增加，这显然不是我们想看到的。

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