状态模式详解与真实场景案例（Java实现）

模式定义

状态模式（State Pattern） 允许对象在其内部状态改变时改变它的行为，使对象看起来像是修改了它的类。属于行为型设计模式，核心思想是将状态抽象为独立对象，不同状态下行为封装在不同状态类中。

解决的问题

消除庞大的条件分支

避免对象在不同状态下使用大量if-else或switch-case判断状态

状态转换逻辑清晰化

将状态转移规则封装在状态对象中

提高扩展性

新增状态时只需添加新状态类，无需修改现有代码

真实场景案例：电商订单状态流转

需求背景

电商订单存在多种状态：
待支付 → 已支付 → 已发货 → 已收货 → 已完成
每个状态下可执行的操作不同：
待支付状态：允许支付、取消订单
已支付状态：允许发货、退款
已发货状态：允许确认收货
已收货状态：允许完成订单
已完成/已取消状态：不可再操作

代码实现

1. 定义状态接口

// 订单状态接口
public interface OrderState {void pay(OrderContext context);      // 支付void cancel(OrderContext context);   // 取消void ship(OrderContext context);     // 发货void receive(OrderContext context);  // 收货void complete(OrderContext context); // 完成
}

2. 实现具体状态类

待支付状态

public class UnpaidState implements OrderState {@Overridepublic void pay(OrderContext context) {System.out.println("支付成功");context.setState(new PaidState());}@Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println("订单已取消");context.setState(new CancelledState());}// 其他操作不支持@Overridepublic void ship(OrderContext context) {throw new UnsupportedOperationException("待支付状态不能发货");}@Overridepublic void receive(OrderContext context) {throw new UnsupportedOperationException("非法操作");}@Overridepublic void complete(OrderContext context) {throw new UnsupportedOperationException("非法操作");}
}

已支付状态

public class PaidState implements OrderState {@Overridepublic void ship(OrderContext context) {System.out.println("商品已发货");context.setState(new ShippedState());}@Overridepublic void cancel(OrderContext context) {System.out.println("发起退款流程");context.setState(new CancelledState());}// 其他操作处理@Overridepublic void pay(OrderContext context) {throw new UnsupportedOperationException("已支付状态不能重复支付");}// ... 类似处理其他不支持操作
}

其他状态类（已发货、已收货、已完成、已取消）实现方式类似，此处省略。

3. 定义订单上下文

public class OrderContext {private OrderState currentState;public OrderContext() {this.currentState = new UnpaidState(); // 初始状态}public void setState(OrderState state) {this.currentState = state;}// 委托操作给当前状态public void pay() { currentState.pay(this); }public void cancel() { currentState.cancel(this); }public void ship() { currentState.ship(this); }public void receive() { currentState.receive(this); }public void complete() { currentState.complete(this); }
}

4. 客户端使用

public class Client {public static void main(String[] args) {OrderContext order = new OrderContext();order.pay();       // 正常支付order.ship();       // 正常发货order.receive();    // 正常收货order.complete();   // 完成订单try {order.ship();   // 尝试非法操作} catch (Exception e) {System.out.println("操作失败: " + e.getMessage());}}
}

输出结果
复制
支付成功
商品已发货
确认收货成功
订单已完成
操作失败: 已完成状态不能发货

模式优势

优势	传统条件分支实现	状态模式实现
可维护性	修改状态逻辑需改动大量条件判断	只需修改对应状态类
可扩展性	新增状态需修改所有相关方法	新增状态类即可
代码清晰度	一个方法包含所有状态逻辑	每个状态逻辑独立封装
单一职责	违反单一职责原则	每个状态类职责明确

实际应用场景

工作流引擎
审批流程中的不同状态（起草、审批中、已通过、被驳回）
游戏开发
角色状态（站立、移动、攻击、死亡）
硬件控制
电梯运行状态（停止、运行、故障）
UI交互
按钮的不同状态（正常、禁用、悬停、点击）

通过状态模式，我们实现了：
✅ 消除复杂的条件判断
✅ 状态转换逻辑内聚到状态类中
✅ 符合开闭原则（新增状态无需修改现有代码）
✅ 更易维护的清晰代码结构

一句话总结

状态模式就是将状态都独立出来，将状态与实际业务解耦。相对于策略模式，状态与状态之间有联系，策略与策略之间是独立的。