举例

【例】通过按钮来控制一个电梯的状态，一个电梯有开门状态，关门状态，停止状态，运行状态。每一种状态改变，都有可能要根据其他状态来更新处理。例如，如果电梯门现在处于运行时状态，就不能进行开门操作，而如果电梯门是停止状态，就可以执行开门操作。

类图如下：

问题分析：

比如其中的open方法：

//执行开门动作
@Override
public void open() {
    switch (this.state) {
        case OPENING_STATE://门已经开了，不能再开门了
            //do nothing
            break;
        case CLOSING_STATE://关门状态，门打开:
            System.out.println("电梯门打开了。。。");
            this.setState(OPENING_STATE);
            break;
        case RUNNING_STATE:
            //do nothing 运行时电梯不能开门
            break;
        case STOPPING_STATE:
            System.out.println("电梯门开了。。。");//电梯停了，可以开门了
            this.setState(OPENING_STATE);
            break;
        }
}

使用了大量的switch…case这样的判断（if…else也是一样)，使程序的可阅读性变差。扩展性很差。如果新加了断电的状态，我们需要修改上面判断逻辑。这个时候就需要用到状态模式

状态模式

定义

对有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

结构

状态模式包含以下主要角色。

环境（Context）角色：也称为上下文，它定义了客户程序需要的接口，维护一个当前状态，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。

抽象状态（State）角色：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。

具体状态（Concrete State）角色：实现抽象状态所对应的行为。

代码实现

抽象状态类

public abstract class LiftState {
    //定义一个环境角色，也就是封装状态的变化引起的功能变化
    protected Context context;
    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }
    //电梯开门动作
    public abstract void open();
    //电梯关门动作
    public abstract void close();
    //电梯运行动作
    public abstract void run();
    //电梯停止动作
    public abstract void stop();
}

具体状态类：

开启状态：

//开启状态
public class OpenningState extends LiftState {
    //开启当然可以关闭了，我就想测试一下电梯门开关功能
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("电梯门开启...");
    }
    @Override
    public void close() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.closeingState);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().close();
    }
    //电梯门不能开着就跑，这里什么也不做
    @Override
    public void run() {
    //do nothing
    }
    //开门状态已经是停止的了
    @Override
    public void stop() {
    //do nothing
    }
}

运行状态：

//运行状态
public class RunningState extends LiftState {
    //运行的时候开电梯门？你疯了！电梯不会给你开的
    @Override
    public void open() {
    //do nothing
    }
    //电梯门关闭？这是肯定了
    @Override
    public void close() {//虽然可以关门，但这个动作不归我执行
    //do nothing
    }
    //这是在运行状态下要实现的方法
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("电梯正在运行...");
    }
    //这个事绝对是合理的，光运行不停止还有谁敢做这个电梯？！估计只有上帝了
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.stoppingState);
        super.context.stop();
    }
}

停止状态：

//停止状态
public class StoppingState extends LiftState {
    //停止状态，开门，那是要的！
    @Override
    public void open() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.openningState);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().open();
    }
    @Override
    public void close() {//虽然可以关门，但这个动作不归我执行
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.closeingState);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().close();
    }
    //停止状态再跑起来，正常的很
    @Override
    public void run() {
        //状态修改
        super.context.setLiftState(Context.runningState);
        //动作委托为CloseState来执行，也就是委托给了ClosingState子类执行这个动作
        super.context.getLiftState().run();
    }
    //停止状态是怎么发生的呢？当然是停止方法执行了
    @Override
    public void stop() {
    System.out.println("电梯停止了...");
    }
}

关闭状态：

//关闭状态
public class ClosingState extends LiftState {
    @Override
    //电梯门关闭，这是关闭状态要实现的动作
    public void close() {
        System.out.println("电梯门关闭...");
    }
    //电梯门关了再打开，逗你玩呢，那这个允许呀
    @Override
    public void open() {
        super.context.setLiftState(Context.openningState);
        super.context.open();
    }
    //电梯门关了就跑，这是再正常不过了
    @Override
    public void run() {
        super.context.setLiftState(Context.runningState);
        super.context.run();
    }
    //电梯门关着，我就不按楼层
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.stoppingState);
        super.context.stop();
    }
}

环境角色：

public class Context {
    //定义出所有的电梯状态
    //开门状态，这时候电梯只能关闭
    public final static OpenningState openningState = newOpenningState();
    //关闭状态，这时候电梯可以运行、停止和开门
    public final static ClosingState closeingState = new ClosingState();
    //运行状态，这时候电梯只能停止
    public final static RunningState runningState = new RunningState();
    //停止状态，这时候电梯可以开门、运行
    public final static StoppingState stoppingState = newStoppingState();
    //定义一个当前电梯状态
    private LiftState liftState;
    public LiftState getLiftState() {
        return this.liftState;
    }
    public void setLiftState(LiftState liftState) {
        //当前环境改变
        this.liftState = liftState;
        //把当前的环境通知到各个实现类中
        this.liftState.setContext(this);
    }
    public void open() {
        this.liftState.open();
    }
    public void close() {
        this.liftState.close();
    }
    public void run() {
        this.liftState.run();
    }
    public void stop() {
        this.liftState.stop();
    }
}

测试类：

//测试类
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setLiftState(new ClosingState());
        context.open();
        context.close();
        context.run();
        context.stop();
    }
}