状态模式

状态模式通过将对象的行为封装在不同的状态对象中，使得对象能够根据内部状态的改变而改变行为，从而实现了对象的状态和行为的松耦合。

定义

状态模式是一种行为设计模式，它允许对象在内部状态发生改变时改变其行为，看起来好像是对象在运行时改变了其类。状态模式将对象的行为封装在不同的状态对象中，使得对象根据其当前状态而具有不同的行为。

状态模式和策略模式的区别

状态模式（State Pattern）和策略模式（Strategy Pattern）的主要区别在于它们关注的问题领域和解决的问题类型。状态模式关注对象内部的状态变化，策略模式关注选择和切换不同的算法或策略。
状态模式关注对象的内部状态的变化和行为的变化，它通过封装状态为独立类来实现状态之间的切换。而策略模式关注选择和切换不同的算法或策略，它通过封装算法或策略为独立类来实现策略的选择和切换。

结构

上下文（Context）：上下文是拥有状态的对象，它维护一个对抽象状态对象的引用，并在运行时根据当前状态调用相应的方法。上下文类提供了一些公共方法，供客户端代码调用以改变状态。
抽象状态（Abstract State）：抽象状态是一个抽象类或接口，定义了状态对象的共同接口和方法。它包含了在不同状态下可能发生的行为，并定义了在上下文中触发状态转换的方法。
具体状态（Concrete State）：具体状态是抽象状态的子类，它实现了抽象状态定义的方法，并根据当前状态下的需求提供具体的行为。每个具体状态类负责管理在特定状态下对象的行为。

状态模式

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  name: 状态模式

优点

提高可维护性：状态模式将每个状态的行为封装在具体状态类中，使得每个状态都可以独立变化，易于添加新的状态或修改现有状态的行为。
提高可扩展性：由于状态的变化和行为的变化被封装在具体状态类中，因此在需要添加新的状态或修改现有状态的行为时，不需要修改上下文类的代码，符合开闭原则。
消除条件语句：状态模式通过将状态的判断逻辑转移到状态类内部，减少了在上下文类中使用大量的条件语句，提高了代码的可读性和可维护性。
易于理解和调试：状态模式将状态转换逻辑集中到具体状态类中，使得状态的转换变得可见和可控，易于理解和调试。

缺点

增加了类和对象的数量：引入状态模式会增加具体状态类的数量，可能会导致类的数量增加，从而增加系统的复杂性。
状态切换的开销：在状态模式中，状态的切换需要在上下文类和具体状态类之间进行通信，可能会增加一定的开销，特别是当状态比较多或者状态切换比较频繁时。

应用场景

状态模式适用于具有多个状态和状态转换的场景，可以提高代码的可读性、可维护性和扩展性。但是，在状态比较简单或者状态转换较少的情况下，引入状态模式可能会增加不必要的复杂性。
对象的行为取决于其内部状态，并且该行为在运行时可能发生改变。
有多个状态且状态之间存在复杂的转换关系。
需要消除条件语句，并且条件语句的判断逻辑与状态相关。
需要在运行时动态地添加新的状态或修改现有状态的行为。
需要将状态的转换过程可见和可控，方便理解和调试。

示例代码

场景

系统用户登录状态的管理，包含未登录、已登录、已登出状态。应用程序可以根据用户登录状态执行不同的行为，并且状态的转换被封装在具体状态类中，使得状态变化的管理更加清晰和灵活。

/**
 * 登录状态接口
 * 未登录、已登录、已登出
 */
public interface LoginState {
  // 登录
  void login(String username, String password);

  // 登出
  void logout();
}

/**
 * 未登录状态
 * 具体状态类
 */
@Slf4j
public class NotLoggedInState implements LoginState {
    @Override
    public void login(String username, String password) {
        if (username.equals("admin") && password.equals("123456")) {
            log.info("登录成功");
        } else {
            log.info("登录失败");
        }
    }

    @Override
    public void logout() {
        log.info("无法登出，请先登录系统");
    }
}

/**
 * 已登录状态
 * 具体实现类
 */
@Slf4j
public class LoggedInState implements LoginState {
    @Override
    public void login(String username, String password) {
        log.info("无法登录,用户已登录");
    }

    @Override
    public void logout() {
        log.info("用户登出");
    }
}

/**
 * 登录失败状态
 * 具体状态类
 */
@Slf4j
public class LoginFailedState implements LoginState {
    @Override
    public void login(String username, String password) {
        if (username.equals("admin") && password.equals("123456")) {
            log.info("登录成功");
        } else {
            log.info("登录失败");
        }
    }

    @Override
    public void logout() {
        log.info("无法登出，用户登录失败");
    }
}

/**
 * 用户上下文
 */
public class UserContext {
    // 持有登录状态接口引用
    private LoginState loginState;

    public UserContext() {
        // 初始状态为:未登录状态
        this.loginState = new NotLoggedInState();
    }
    // 改变用户登录状态
    public void setLoginState(LoginState loginStatte) {
        this.loginState = loginStatte;
    }

    // 登录
    public void login(String username, String password) {
        loginState.login(username, password);
    }

    public void logout() {
        loginState.logout();
    }
}

/**
 * 测试类
 */
@Slf4j
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        LoginState loggedInState = new LoggedInState();
        LoginState loginFailedState = new LoginFailedState();

        UserContext userContext = new UserContext();
        log.info("------(初始)未登录状态------");
        userContext.login("admin", "123456");
        userContext.logout();

        log.info("------登录状态------");
        userContext.setLoginState(loggedInState);
        userContext.login("admin", "123456");
        userContext.logout();

        log.info("------登录失败状态------");
        userContext.setLoginState(loginFailedState);
        userContext.login("admin", "123456");
        userContext.logout();
    }
}

// Make sure to add code blocks to your code group