● 状态模式介绍
状态模式中的行为是由状态来决定的，不用的状态下有不同的行为。状态模式和策略模式结构几乎完全一样，但它们的目的、本质却完全不一样就。状态模式的行为是平行的、不可替代的，策略模式的行为是彼此孤立、可相互替换的。用一句话来表述，状态模式把对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都有一个共同的抽象状态基类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。
● 状态模式的定义
当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。
● 状态模式的使用场景
（1）一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为。
（2）代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，例如，一个操作中含有庞大的多分支语句（if-else或switch-case）,且这些分支依赖于该对象的状态。
状态模式将每一个条件分支放入一个独立的类中，这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化，这样通过多态来去除过多的、重复的if-else等分支语句。
● 状态模式的UML类图
UWL类图如下图所示。
角色介绍，如何下图所示。
▶ Context：环境类，定义客户感兴趣的接口，维护一个State子类实例，这个实例定义了对象当前状态。
▶ State：抽象状态类或者状态接口，定义一个或者一组接口，表示该状态下的行为。
▶ ConereteStateA、ConereteStateB：具体状态类，每一个具体的状态类实现抽象State中定义的接口，从而达到不同的状态下的不同行为。
● 状态模式的简单示例
下面我们就以电视遥控器为例来演示一下状态模式的实现。我们首先将电视的状态简单分为开机状态和关机状态，在开机状态下可以通过遥控器切换频道、调整音量等操作，但是，此时重复按开机键是无效的；而在关机状态下，频道切换、调整音量、关机都是无效的操作，只有按开机按钮时会生效。也就说电视的内部状态决定了遥控器的行为，我们看看第一版实现。
/**
* 电视遥控器，含有开机、关机、下一频道、上一频道、调高音量、调低音量这几个功能
*/
public class TvController {
//开机状态
private final static int POWER_ON = 1;
//关机状态
private final static int POWER_OFF = 2;
private int mStata = POWER_OFF;
public void powerOn() {
mStata = POWER_ON;
if (mStata == POWER_ON) {
System.out.println("开机了");
}
}
public void powerOff() {
mStata = POWER_OFF;
if (mStata == POWER_OFF) {
System.out.println("关机了");
}
}
public void nextChannel() {
if (mStata == POWER_ON) {
System.out.println("下一频道");
} else {
System.out.println("两个红灯提示没有开机");
}
}
public void prevChannel() {
if (mStata == POWER_ON) {
System.out.println("上一频道");
} else {
System.out.println("两个红灯提示没有开机");
}
}
public void turnUp() {
if (mStata == POWER_ON) {
System.out.println("调高音量");
} else {
System.out.println("两个红灯提示没有开机");
}
}
public void turnDown() {
if (mStata == POWER_ON) {
System.out.println("调低音量");
} else {
System.out.println("两个红灯提示没有开机");
}
}
}可以看到，在TvController类中，通过mState字段存储了电视的状态，并且在各个操作中根据状态来判断是否应该执行。这就导致了在每个功能中都需求使用if-else，代码重复、相对较为混乱，这个是只有两状态和简单几个功能函数的情况下，那么当状态变成5个、功能函数变成10个呢？每个函数中都要用if-else进行判断，而这些代码都充斥在一个类中，这些重复的代码无法被提取出来，这使得这个类变得越来越难以维护。
状态模式就是为了解决这类的问题而出现的，我们将这些状态用对象来替代，将这些行为封装到对象中，使得在不同的状态下有不同的实现，这样就将这些if-else从TvController类中去掉，整个结构也会变得清晰起来。我们看看实际代码。
/**
* 电视状态接口，定义了电视操作的函数
*/
public interface TvState {
public void nestChannel();
public void prevChannel();
public void turnUp();
public void turnDown();
}/**
* 关机状态，此时只开机状态是有效的
*/
public class PowerOffState implements TvState{
@Override
public void nestChannel() {
}
@Override
public void prevChannel() {
}
@Override
public void turnUp() {
}
@Override
public void turnDown() {
}
}/**
* 开机状态，此时再触发开机功能不做任何操作
*/
public class PowerOnState implements TvState{
@Override
public void nestChannel() {
System.out.println("下一频道");
}
@Override
public void prevChannel() {
System.out.println("上一频道");
}
@Override
public void turnUp() {
System.out.println("调高音量");
}
@Override
public void turnDown() {
System.out.println("调低音量");
}
}
/**
* 电源操作接口
*/
public interface PowerController {
public void powerOn();
public void powerOff();
}/**
* 电视遥控器，类似于经典模式中的Context
*/
public class TvController implements PowerController{
TvState mTvState;
public void setTvState(TvState tvState){
this.mTvState = tvState;
}
@Override
public void powerOn() {
setTvState(new PowerOnState());
System.out.println("开机了");
}
@Override
public void powerOff() {
setTvState(new PowerOffState());
System.out.println("关机了");
}
public void nextChannel(){
mTvState.nestChannel();
}
public void prevChannel(){
mTvState.prevChannel();
}
public void turnUp(){
mTvState.turnUp();
}
public void turnDown(){
mTvState.turnDown();
}
}/**
* 下面是客户端的代用代码
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
TvController tvController = new TvController();
//设置开机状态
tvController.powerOn();
//下一频道
tvController.nextChannel();
//调高音量
tvController.turnUp();
//设置关键状态
tvController.powerOff();
//调高音量，此时不会生效
tvController.turnUp();
}
}输出解决如下：
开机了
下一频道
调高音量
关机了上述实现中，我们抽象了一个TvState接口，该接口中有操作电视的所有函数，该接口有连个实现类，即开机状态（PowerOnState）和关机状态（PowerOffState）。开机状态下只有开机功能是无效的，也就是说在已经开机的时候用户再按开机按钮不会产生任何反应；而在关机状态下，只有开机功能是可用的，其他功能都不会生效。同一个操作，如调高音量的turnUp函数，在关机状态下无效，在开机状态下就会将电视的音量调高，也就是电视的内部状态影响了电视遥控器的行为。状态模式将这些行为封装到状态类中，在进行操作的将这些功能转发给状态对象，不同的状态有不同的实现，这样就通过多态的形式去除了重复、杂乱的if-else语句，这这正是状态模式的精髓所在。
![P1045 [NOIP2003 普及组] 麦森数](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/db0982748b792a85823a9de3033031f4.png)
