一、基础概念

状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类，状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况，把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类中，可以把复杂的判断逻辑简化。

二、UML类图

三、角色设计

角色	描述
环境角色	维护一个State的实例，用来表示当前状态。并且定义了状态转换的set方法以及请求处理的业务方法。
抽象状态角色	定义一个接口封装与环境角色的一个特点接口相关行为
具体状态角色	实现抽象状态接口，封装状态对应的行为

四、案例分析

下面案例通过状态模式模拟了一个电梯系统，电梯在开门、关门、运行、停止不同状态下的行为逻辑，以及在客户端调用之间状态的转变。

定义了电梯状态的抽象接口，包含开门、关门、运行、停止等操作。这对应状态模式中的抽象状态角色：

public interface LiftState {

  /**
   * 设置环境变量
   * @param context
   */
  public void setContext(Context context);

  /**
   * 电梯开启操作
   */
  public void open();

  /**
   * 电梯关闭操作
   */
  public void close();

  /**
   * 电梯运行操作
   */
  public void run();

  /**
   * 电梯停止操作
   */
  public void stop();
}

实现了LiftState接口，作为具体状态类，封装了对应的状态下电梯的行为逻辑。这对应具体状态角色：

public class OpeningState implements LiftState {

    private Context context;

    @Override
    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    @Override
    public void open() {
        //电梯门是打开的，不操作
        System.out.println("电梯门已打开.....");
    }

    @Override
    public void close() {
        //电梯门打开，可以执行关闭操作
        this.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        this.context.close();
    }

    @Override
    public void run() {
        //电梯开门的时候不可以运行
    }

    @Override
    public void stop() {
        //电梯能开门必须是停下的
    }
}

public class ClosingState implements LiftState {

    private Context context;

    @Override
    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    @Override
    public void open() {
        //关门状态下可以开门
        this.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        this.context.open();
    }
 
    @Override
    public void close() {
        //已经时关门状态，无需关门操作
        System.out.println("电梯门关闭.....");
    }
 
    @Override
    public void run() {
        //关了门自然可以运行
        this.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        this.context.run();
    }
 
    @Override
    public void stop() {
        //电梯门关了但我不按楼层
        this.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        this.context.stop();
    }
}

public class RunningState implements LiftState {

    private Context context;

    @Override
    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    @Override
    public void open() {
        //运行状态下不可开门
    }
 
    @Override
    public void close() {
        //运行状态下已经是关好门的
    }
 
    @Override
    public void run() {
        //正在运行，无需操作
        System.out.println("电梯正在运行.......");
    }
 
    @Override
    public void stop() {
        //运行可停下
        this.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        this.context.stop();
    }
}

public class StoppingState implements LiftState {

    private Context context;

    @Override
    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    @Override
    public void open() {
        //停下的状态时可以开门的
        this.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        this.context.open();
    }
 
    @Override
    public void close() {
        //停下的时候已经是关了门的
    }
 
    @Override
    public void run() {
        //停下也可以继续运行
        this.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        this.context.run();
    }
 
    @Override
    public void stop() {
        //已经停下无需操作
        System.out.println("电梯停止.......");
    }
}

维护当前状态，提供请求委托和状态切换方法，对应的是环境角色：


public class Context {
 
    //定义状态对象常量
    public final static OpeningState OPENING_STATE = new OpeningState();
    public final static ClosingState CLOSING_STATE = new ClosingState();
    public final static RunningState RUNNING_STATE = new RunningState();
    public final static StoppingState STOPPING_STATE = new StoppingState();
 
    //定义当前电梯状态变量
    private LiftState liftState;

    public void setLiftState(LiftState liftState) {
        this.liftState = liftState;
        //将当前对象作为参数传递到状态对象的环境中
        this.liftState.setContext(this);
    }
 
    //定义电梯的四个方法
    public void open(){
        this.liftState.open();
    }
    public void close(){
        this.liftState.close();
    }
    public void run(){
        this.liftState.run();
    }
    public void stop(){
        this.liftState.stop();
    }
}

客户端：

public class Client {

  public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context();
    context.setLiftState(new RunningState());
    context.open(); 
    context.close();
    context.run();
    context.stop();
  }

}

运行结果如下：