状态模式

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 74 课，共 87 课。

状态模式是一种行为型设计模式，它允许对象在内部状态发生变化时改变行为。对象看起来像是改变了自己的类，但实际上，它将行为委托给不同的状态对象。想象一台自动售货机：它对按下按钮的响应取决于它是处于空闲状态、已投入钱币，还是正在出货。

你不再使用复杂的条件语句来处理不同状态，而是将每种状态封装在自己的类中。该模式包含一个用于保存当前状态引用的Context，以及为每种状态定义行为的State类：

interface State {
    void handle(Context context);
}

class Context {
    private State state;
    
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    
    public void request() {
        state.handle(this);
    }
}

每个具体状态都会实现相应的行为，并可以触发转换到其他状态：

class IdleState implements State {
    public void handle(Context context) {
        System.out.println("Idle: Insert coin to start");
        context.setState(new ActiveState());
    }
}

class ActiveState implements State {
    public void handle(Context context) {
        System.out.println("Active: Processing...");
        context.setState(new IdleState());
    }
}

上下文会将请求委托给当前状态，并随着状态的变化自动改变行为：

Context context = new Context();
context.setState(new IdleState());

context.request();  // 空闲：投入硬币即可开始
context.request();  // 活动中：正在处理……

当对象的行为高度依赖其状态，并且必须在运行时改变时，状态模式是理想的选择。它能消除大型条件代码块，让添加新状态变得简单，只需创建一个实现 State 接口的新类即可。

挑战

简单

让我们使用状态模式构建一个文档工作流系统！你将创建一个系统，用来模拟文档如何经历不同阶段：Draft、Review 和 Published。每种状态都会决定可以执行哪些操作，以及尝试编辑或批准文档时文档会如何表现。

你将把代码分到四个文件中：

DocumentState.java：定义所有状态类都要实现的 DocumentState 接口。它应声明两个方法：edit(Document doc) 用于尝试编辑文档，approve(Document doc) 用于尝试批准文档或将文档推进到下一阶段。
States.java：创建三个实现 DocumentState 的具体状态类：
DraftState：调用 edit 时，打印 Editing draft...。调用 approve 时，打印 Draft approved. Moving to review.，并将文档转换为 ReviewState。

ReviewState：调用 edit 时，打印 Cannot edit during review.（状态不变）。调用 approve 时，打印 Review complete. Publishing document.，并转换为 PublishedState。

PublishedState：调用 edit 时，打印 Cannot edit published document.。调用 approve 时，打印 Document already published.。这两个操作都不会改变状态。
Document.java：创建用于维护当前状态的上下文类。你的 Document 应包含：
一个保存当前 DocumentState 的私有字段，并在构造函数中将其初始化为 DraftState。

一个用于更改当前状态的 setState(DocumentState state) 方法。

一个将调用委托给当前状态的 edit 方法的 edit() 方法。

一个将调用委托给当前状态的 approve 方法的 approve() 方法。

一个返回当前状态的简单类名的 getStatus() 方法（使用 getClass().getSimpleName()）。
Main.java：演示你的状态系统！你会收到一个输入：由逗号分隔的操作字符串，其中每个操作都是 edit 或 approve（例如：edit,approve,edit,approve）。
创建一个 Document，并按 Status: [state] 的格式打印它的初始状态。然后按顺序处理每个操作，在文档上调用相应的方法。每个操作执行后，打印当前状态。

你会收到一个输入：由逗号分隔的操作字符串。

例如，输入为 edit,approve,approve 时，输出为：

Status: DraftState
Editing draft...
Status: DraftState
Draft approved. Moving to review.
Status: ReviewState
Review complete. Publishing document.
Status: PublishedState

请注意，同一个 approve() 调用会根据文档的当前状态产生不同结果。这正是状态模式的核心！文档不会使用条件语句来检查自身状态，而是将行为委托给当前状态对象，由它恰当地处理操作，并在需要时触发状态转换。

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String input = scanner.nextLine();
        
        // TODO：创建一个新的 Document 对象
        
        // TODO：按 "Status: [state]" 格式输出初始状态
        
        // TODO：用逗号分割输入，得到各个操作
        
        // TODO：循环处理每个操作
        // 如果操作是 "edit"，就对 document 调用 edit()
        // 如果操作是 "approve"，就对 document 调用 approve()
        // 每次操作后，输出当前状态
    }
}

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