Java 設計模式：狀態模式（State Pattern）完整指南

什麼是狀態模式？

狀態模式屬於行為型模式，其核心思想是：允許對象在內部狀態改變時改變它的行為，對象看起來似乎修改了它的類。將每種狀態封裝為獨立類別，並將狀態轉移邏輯分散到各狀態類中，避免龐大的 if-else 或 switch 判斷。

何時適用？

當一個對象的行為取決於其狀態，且狀態之間存在頻繁切換時：

• 代碼中大量重複的 if (state == A) ... else if (state == B) ... 判斷。
• 狀態轉移邏輯複雜，且可能新增狀態。
• 典型場景：TCP 連接（建立、監聽、關閉）、銀行帳戶（開戶、凍結、關閉）、POP3 郵件協議、繪圖工具的工具切換等。

注意區分「普通條件判斷」與「狀態切換」：前者是根據外部變量決定輸出，後者是狀態自我流轉（如開關燈：關→開→關）。

模式結構與實作步驟

核心角色

1. Context（狀態管理器）：維護當前狀態引用，定義客戶端介面，委派行為給當前狀態對象。
2. State（抽象狀態）：定義處理請求的介面，封裝與特定狀態相關的行為。
3. ConcreteState（具體狀態）：實現抽象狀態介面，處理來自 Context 的請求，並決定下一個狀態。

代碼示例：顏色狀態切換

重構前：Context 中包含龐大的 push()/pull() 邏輯，狀態轉移硬編碼。

重構後：

// 1. 抽象狀態
public abstract class State {
    public abstract void handlePush(Context c);
    public abstract void handlePull(Context c);
    public abstract Color getColor();
}

// 2. 具體狀態
public class RedState extends State {
    public void handlePush(Context c) { c.setState(new BlueState()); }
    public void handlePull(Context c) { c.setState(new GreenState()); }
    public Color getColor() { return Color.RED; }
}
// BlueState, GreenState 類似...

// 3. Context 精簡為委派者
public class Context {
    private State state;
    public void setState(State s) { this.state = s; }
    public void push() { state.handlePush(this); }
    public void pull() { state.handlePull(this); }
}

優缺點權衡

實戰建議

當狀態行為邏輯「足夠複雜」且「頻繁切換」時才使用。若只是簡單的布林標誌切換，if-else 更直接。記住：模式是為了解決複雜性，而非製造複雜性。