- 前言
- 一、模式的详细介绍
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- 1.1 动机（Motivate）
- 1.2 意图（Intent）
- 1.3 结构图（Structure）
- 1.4 模式的组成
- 1.5 模式的具体实现【原文实例有错误，已作更改！】
- 二、模式的实现要点
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- 2.1 模式的优点
- 2.2 模式的缺点
- 2.3 模式使用的场景
- 三、.NET 中模式的实现
特别说明：主要通过实例代码来理解！【实例代码原文有错，比较难理解，本文已作更改，更易理解！】
前言
今天我们开始讲“行为型”设计模式的第六个模式，该模式是【状态模式】，英文名称是：State Pattern。无论是现实世界，还是面向对象的OO世界，里面都有一个东西，那就是对象。有对象当然就有状态了。每个对象都有其对应的状态，而每个状态又有对应一些相应的行为，在不同状态下，行为的的方式也是不一样。如果某个对象有多个状态时，那么就会有很多对应的行为。那么对这些状态的判断和根据状态完成的行为，就会导致多重条件语句交织在一起，并且如果添加一种新的状态时，需要更改之前现有的代码。这样的设计显然违背了开闭原则，状态模式正是用来解决这样的问题的。
一、模式的详细介绍
1.1 动机（Motivate）
在软件构建过程中，某些对象的状态如果改变，其行为也会随之而发生变化，比如文档处于只读状态，其支持的行为和读写状态支持的行为就可能完全不同。
如何在运行时根据对象的状态来透明地更改对象的行为？而不会为对象操作和状态转化之间引入紧耦合？
1.2 意图（Intent）
允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。从而使对象看起来似乎修改了其行为。 ——《设计模式》GoF
1.3 结构图（Structure）
1.4 模式的组成
可以看出，在状态模式的结构图有以下角色：
（1）环境角色（Context）：也称上下文，定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
（2）抽象状态角色（State）：定义一个接口，用以封装环境对象的一个特定的状态所对应的行为。
（3）具体状态角色（ConcreteState）：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。
在状态模式结构中需要理解环境类与抽象状态类的作用【略看】：
环境类实际上就是拥有状态的对象，环境类有时候可以充当状态管理器(State Manager)的角色，可以在环境类中对状态进行切换操作。
抽象状态类可以是抽象类，也可以是接口，不同状态类就是继承这个父类的不同子类，状态类的产生是由于环境类存在多个状态，同时还满足两个条件：这些状态经常需要切换，在不同的状态下对象的行为不同。因此可以将不同对象下的行为单独提取出来封装在具体的状态类中，使得环境类对象在其内部状态改变时可以改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类，而实际上是由于切换到不同的具体状态类实现的。由于环境类可以设置为任一具体状态类，因此它针对抽象状态类进行编程，在程序运行时可以将任一具体状态类的对象设置到环境类中，从而使得环境类可以改变内部状态，并且改变行为。
1.5 模式的具体实现【原文实例有错误，已作更改！】
状态模式在我们的现实生活中也有类似的例子，例如：在我们上网购买商品的过程中，就可以查看订单的随时状态。对于商家来说，订单的状态不同，也会允许客户有不同的动作要求，比如：订单在已经处于发货状态，此订单是不能退货的。如果订单在备货阶段，客户是可以换货或者退货的。如果我们的订单已经发货了，您就等着接收货物吧，如果货物有质量问题，可以拒签，或者顺利完成交易，今天我们就以订单为例来说明状态模式的实现。实现代码如下：
using System;
namespace 状态模式的实现
{
//环境角色---相当于Context类型
public sealed class Order
{
private State current;
public Order()
{
//工作状态初始化为尚无的工作状态，等待接单中
current = new WaitForAcceptance();
IsCancel = false;
}
private double minute;
public double Minute
{
get {
return minute; }
set {
minute = value; }
}
public bool IsCancel {
get; set; }
private bool finish;
public bool TaskFinished
{
get {
return finish; }
set {
finish = value; }
}
public void SetState(State s)
{
current = s;
}
public void Action()
{
current.Process(this);
}
}
//抽象状态角色---相当于State类型
public interface State
{
//处理订单
void Process(Order order);
}
//等待受理--相当于具体状态角色
public sealed class WaitForAcceptance : State
{
public void Process(Order order)
{
System.Console.WriteLine("我们开始受理，准备备货！");
if (order.Minute < 30 && order.IsCancel)
{
System.Console.WriteLine("接受半个小时之内，可以取消订单！");
order.SetState(new CancelOrder());
order.Action();
}
else
{
order.SetState(new AcceptAndDeliver());
order.TaskFinished = false;
order.Action();
}
}
}
//受理发货---相当于具体状态角色
public sealed class AcceptAndDeliver : State
{
public void Process(Order order)
{
System.Console.WriteLine("我们货物已经准备好，可以发货了，不可以撤销订单！");
if (order.TaskFinished == false)
{
order.SetState(new ConfirmationReceipt());
order.Action();
}
}
}
//确认收货---相当于具体状态角色
public sealed class ConfirmationReceipt : State
{
public void Process(Order order)
{
System.Console.WriteLine("检查货物，没问题可以就可以签收！");
order.SetState(new Success());
order.TaskFinished = false;
order.Action();
}
}
//交易成功---相当于具体状态角色
public sealed class Success : State
{
public void Process(Order order)
{
System.Console.WriteLine("订单结算");
order.TaskFinished = true;
}
}
//取消订单---相当于具体状态角色
public sealed class CancelOrder : State
{
public void Process(Order order)
{
System.Console.WriteLine("检查货物，有问题，取消订单！");
order.TaskFinished = true;
}
}
public class Client
{
public static void Main(String[] args)
{
//订单顺序执行，客户成功收到货物
Console.WriteLine("【订单顺序执行，客户成功收到货物】");
Order order = new Order();
order.Minute = 9;
order.Action();
Console.WriteLine();
//可以取消订单【客户在30min内主动取消，取消成功】
Console.WriteLine("【客户在30min内主动取消，取消成功】");
Order order1 = new Order();
order1.IsCancel = true;
order1.Minute = 20;
order1.Action();
Console.WriteLine();
//不可以取消订单【超时30min（商家已准备好发货），即使客户想主动取消，也无法取消】
Console.WriteLine("【客户超过30min后主动取消，取消失败】");
Order order2 = new Order();
order2.IsCancel = true;
order2.Minute = 33;
order2.Action();
Console.Read();
}
}
}
运行结果：
二、模式的实现要点
State模式将所有与一个特定状态相关的行为都放入一个State的子类对象中，在对象状态切换时，切换相应的对象；但同时维持State的接口，这样实现了具体操作与状态转换之间的解耦。
为不同的状态引入不同的对象使得状态转换变得更加明确，而且可以保证不会出现状态不一致的情况，因为转换是原子性的——即要么彻底转换过来，要么不转换。
如果State对象没有实例变量，那么各个上下文可以共享同一个State对象，从而节省对象开销。
2.1 模式的优点
（1）封装了转换规则。
（2）枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
（3）将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
（4）允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
（5）可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。
2.2 模式的缺点
（1）状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
（2）状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
（3）状态模式对“开闭原则”的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态；而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
2.3 模式使用的场景
（1）对象的行为依赖于它的状态（属性）并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
（2）代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，这些条件语句的出现，会导致代码的可维护性和灵活性变差，不能方便地增加和删除状态，使客户类与类库之间的耦合增强。在这些条件语句中包含了对象的行为，而且这些条件对应于对象的各种状态。
三、.NET 中模式的实现
状态模式在Net里面的实现还没有研究透，如果以后有了新的学习内容，再补充进来。但是我感觉，这个模式可能在业务系统里面有更大的使用。
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