本筆記摘抄自：https://www.cnblogs.com/PatrickLiu/p/8032683.html，記錄一下學習過程以備後續查用。
一、引言
今天我們要講行為型設計模式的第六個模式--狀态模式。無論是現實世界，還是面向對象的OO世界，裡面都有一個東西，那就是對象。有對象當然就有狀态了。每個對象都有其對應的狀态，而每個狀态又有對應一些相應的行為。在不同狀态下，行為的的方式也是不一樣。如果某個對象有多個狀态時，那麼就會有很多對應的行為。對這些狀态的判斷以及依狀态完成的行為，會導緻多重條件語句交織在一起。另外，如果添加一種新的狀态時，需要更改之前現有的代碼。這樣的設計顯然違背了開閉原則，狀态模式正是用來解決這樣的問題的。
二、狀态模式介紹
狀态模式：英文名稱--State Pattern；分類--行為型。
2.1、動機（Motivate）
在軟體建構過程中，某些對象的狀态如果改變，其行為也會随之發生變化。比如文檔處于隻讀狀态，其支援的行為與讀寫狀态時支援的行為就可能完全不同。如何在運作時根據對象的狀态來透明地更改對象的行為，而不會為對象操作和狀态轉化之間引入緊耦合？
2.2、意圖（Intent）
允許一個對象在其内部狀态改變時改變它的行為，進而使對象看起來似乎修改了其行為。——《設計模式》GoF
2.3、結構圖（Structure）
2.4、模式的組成
可以看出，在狀态模式的結構圖有以下角色：
1）環境角色（Context）：也稱上下文，定義用戶端所感興趣的接口，并且保留一個具體狀态類的執行個體，這個執行個體給出此環境對象的現有狀态。
2）抽象狀态角色（State）：定義一個接口，用以封裝環境對象的一個特定的狀态所對應的行為。
3）具體狀态角色（ConcreteState）：每一個具體狀态類都實作了環境（Context）的一個狀态所對應的行為。
在狀态模式結構中需要了解環境類與抽象狀态類的作用：
環境類實際上就是擁有狀态的對象，環境類有時候可以充當狀态管理器(State Manager)的角色，可以在環境類中對狀态進行切換操作。
抽象狀态類可以是抽象類，也可以是接口。不同狀态類就是繼承這個父類的不同子類，狀态類的産生是由于環境類存在多個狀态，同時還滿足兩個條件：這些狀态經常需要切換，在不同的狀态下對象的行為不同，是以可以将不同狀态下對象的行為單獨提取出來封裝在具體的狀态類中，使得環境類對象在其内部狀态改變時可以改變它的行為。對象看起來似乎修改了它的類，而實際上是由于切換到不同的具體狀态類實作的；由于環境類可以設定為任一具體狀态類，是以它針對抽象狀态類進行程式設計，在程式運作時可以将任一具體狀态類的對象設定到環境類中，進而使得環境類可以改變内部狀态，并且改變行為。
2.5、狀态模式的具體實作
狀态模式在我們的現實生活中也有類似的例子，例如：在我們網購的過程中，可以随時檢視訂單的具體狀态。對于商家來說，依訂單的不同狀态，會允許客戶有不同的動作要求：比如：訂單在已發貨狀态時是不允許退貨的；如果訂單在備貨階段，客戶是可以退換貨的；客戶在收到貨物時，如果存在品質問題可以拒簽，此時商家也可以變通打折促使客戶讓步接收。今天我們就以訂單為例來說明狀态模式的實作，實作代碼如下：
class Program
{
/// <summary>
/// 環境角色--相當于Context類型
/// </summary>
public sealed class Order
{
private IState current;
public double Minute { get; set; }
public bool IsCancel { get; set; }
public bool TaskFinished { get; set; }
public Order()
{
//工作狀态初始化為尚無的工作狀态，等待接單中。
current = new WaitForAcceptance();
IsCancel = false;
}
public void SetState(IState state)
{
current = state;
}
public void Action()
{
current.Process(this);
}
}
/// <summary>
/// 抽象狀态角色--相當于State類型
/// </summary>
public interface IState
{
//處理訂單
void Process(Order order);
}
/// <summary>
/// 等待受理--相當于具體狀态角色
/// </summary>
public sealed class WaitForAcceptance : IState
{
public void Process(Order order)
{
Console.WriteLine("開始受理訂單，準備備貨。");
if (order.Minute < 30 && order.IsCancel)
{
Console.WriteLine("半個小時之内的訂單，客戶可以自行取消。");
order.SetState(new CancelOrder());
order.Action();
}
else
{
order.SetState(new AcceptAndDeliver());
order.TaskFinished = false;
order.Action();
}
}
}
/// <summary>
/// 受理發貨--相當于具體狀态角色
/// </summary>
public sealed class AcceptAndDeliver : IState
{
public void Process(Order order)
{
Console.WriteLine("貨物已經準備好，可以發貨了，不可以撤銷訂單。");
if (order.Minute < 30 && order.IsCancel)
{
Console.WriteLine("接受半個小時之内取消的訂單。");
order.SetState(new CancelOrder());
order.Action();
}
if (order.TaskFinished == false)
{
order.SetState(new ConfirmationReceipt());
order.Action();
}
}
}
/// <summary>
/// 确認收貨--相當于具體狀态角色
/// </summary>
public sealed class ConfirmationReceipt : IState
{
public void Process(Order order)
{
Console.WriteLine("客戶已簽收。");
order.SetState(new Success());
order.Action();
}
}
/// <summary>
/// 交易成功--相當于具體狀态角色
/// </summary>
public sealed class Success : IState
{
public void Process(Order order)
{
Console.WriteLine("訂單已結算。");
order.TaskFinished = true;
}
}
/// <summary>
/// 取消訂單--相當于具體狀态角色
/// </summary>
public sealed class CancelOrder : IState
{
public void Process(Order order)
{
Console.WriteLine("訂單已取消。");
order.TaskFinished = true;
}
}
static void Main(string[] args)
{
#region 狀态模式
//新接收訂單1
Order order1 = new Order
{
Minute = 9
};
order1.Action();
Console.WriteLine();
//新接收訂單2
Order order2 = new Order
{
Minute = 20
};
order2.IsCancel = true;
order2.Action();
Console.WriteLine();
//新接收訂單3
Order order3 = new Order
{
Minute = 33
};
order3.IsCancel = true;
order3.Action();
Console.Read();
#endregion
}
} View Code
運作結果如下：
三、狀态模式的實作要點
State模式将所有與一個特定狀态相關的行為都放入一個State的子類對象中。在對象狀态切換時，切換相應的對象，但同時維持State的接口，這樣實作了具體操作與狀态轉換之間的解耦。為不同的狀态引入不同的對象使得狀态轉換變得更加明确，而且可以保證不會出現狀态不一緻的情況，因為轉換是原子性的--即要麼徹底轉換過來，要麼不轉換。
如果State對象沒有執行個體變量，那麼各個上下文可以共享同一個State對象，進而節省對象開銷。
3.1、狀态模式的優點
1）封裝了轉換規則。
2）枚舉可能的狀态，在枚舉狀态之前需要确定狀态種類。
3）将所有與某個狀态有關的行為放到一個類中，并且可以友善地增加新的狀态，隻需要改變對象狀态即可改變對象的行為。
4）允許狀态轉換邏輯與狀态對象合成一體，而不是某一個巨大的條件語句塊。
5）可以讓多個環境對象共享一個狀态對象，進而減少系統中對象的個數。
3.2、狀态模式的缺點
1）狀态模式的使用必然會增加系統類和對象的個數。
2）狀态模式的結構與實作都較為複雜，如果使用不當将導緻程式結構和代碼的混亂。
3）狀态模式對“開閉原則”的支援并不太好，對于可以切換狀态的狀态模式，增加新的狀态類需要修改那些負責狀态轉換的源代碼，否則無法切換到新增狀态，另外修改某個狀态類的行為也需修改對應類的源代碼。
3.3、在以下情況下可以使用狀态模式
1）對象的行為依賴于它的狀态（屬性）并且可以根據它的狀态改變而改變它的相關行為。
2）代碼中包含大量與對象狀态有關的條件語句，這些條件語句的出現，會導緻代碼的可維護性和靈活性變差，不能友善地增加和删除狀态，使客戶類與類庫之間的耦合增強。在這些條件語句中包含了對象的行為，而且這些條件對應于對象的各種狀态。
四、.NET中狀态模式的實作
狀态模式在.Net裡面的實作還沒有研究透，如果以後有了新的學習内容，再補充進來。但是我感覺，這個模式可能在業務系統裡面有更大的使用。
五、總結
此處略去若幹字。