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。用电梯来举例，电梯可以认为具有开门、关门、运行、停止四种状态，这四种状态之间的切换具有多种限制，比如在开门状态下不电梯不能运行，只能转为关门状态；在运行状态下，电梯只能转为停止状态...
设想一下，如果要常规的if-else或者switch-case描述电梯的这几种状态间的切换，将生成非常复杂的、逻辑相互交织的代码，可读性差且不易维护。
而如果用状态模式来实现，会是怎样的呢？
首先创建LiftState，代表抽象的电梯状态，包含了电梯的四个动作（方法），通过这些方法可以切换到对应的状态。
public abstract class LiftState{ protected Context context; public void SetContext(Context context) { this.context = context; } public abstract void Open(); public abstract void Close(); public abstract void Run(); public abstract void Stop();}Context是上下文类，它的作用是串联各个状态的过渡，在LiftSate抽象类中把Context类角色聚合进来，并传递到子类，这样4个具体的实现类中自己根据环境来决定如何进行状态的过渡。
public class Context{ public readonly static OpenningState openningState = new OpenningState(); public readonly static ClosingState closingState = new ClosingState(); public readonly static RunningState runningState = new RunningState(); public readonly static StoppingState stoppingState = new StoppingState(); private LiftState liftState; public LiftState LiftState { get { return liftState; } set { liftState = value; liftState.SetContext(this); } } public void Open() { this.liftState.Open(); } public void Close() { this.liftState.Close(); } public void Run() { this.liftState.Run(); } public void Stop() { this.liftState.Stop(); }}接下来是四个具体的状态类，负责状态之间的切换和控制，以OpenningState为例，只能切换到Closing状态，其它切换状态的方法都是空实现。
public class OpenningState : LiftState{ public override void Close() { base.context.LiftState = Context.closingState; base.context.LiftState.Close(); } public override void Open() { Console.WriteLine("Openning"); } public override void Run() { // } public override void Stop() { // }}public class ClosingState : LiftState{ public override void Close() { Console.WriteLine("Closing"); } public override void Open() { base.context.LiftState = Context.openningState; base.context.LiftState.Open(); } public override void Run() { base.context.LiftState = Context.runningState; base.context.LiftState.Run(); } public override void Stop() { base.context.LiftState = Context.stoppingState; base.context.LiftState.Stop(); }}public class RunningState : LiftState{ public override void Close() {// } public override void Open() {// } public override void Run() { Console.WriteLine("Running"); } public override void Stop() { base.context.LiftState = Context.stoppingState; base.context.LiftState.Stop(); }}public class StoppingState : LiftState{ public override void Close() { // } public override void Open() { base.context.LiftState = Context.openningState; base.context.LiftState.Open(); } public override void Run() { base.context.LiftState = Context.runningState; base.context.LiftState.Run(); } public override void Stop() { Console.WriteLine("Stopping"); }}状态模式
通过上面的例子可以直观得看到状态模式的特点，它的核心是封装，状态的变更引起了行为的变更，从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。
GOF对状态模式的描述为：
Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software
状态模式的UML类图为
状态模式中有3个角色：
- State（抽象状态角色），接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。
- ConcreteState（具体状态角色），每一个具体状态必须完成两个职责：就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。
- Context（环境角色），定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。
状态模式的通用的代码
public abstract class State{ protected Context context; public void SetState(Context context) { this.context = context; } public abstract void Handle1(); public abstract void Handle2();}public class ConcreteState1 : State{ public override void Handle1() { //本状态下必须处理的逻辑 } public override void Handle2() { base.context.CurrentState = Context.STATE2; base.context.Handle2(); }}public class ConcreteState2 : State{ public override void Handle1() { base.context.CurrentState = Context.STATE1; base.context.Handle1(); } public override void Handle2() { //本状态下必须处理的逻辑 }}public class Context{ public readonly static State STATE1 = new ConcreteState1(); public readonly static State STATE2 = new ConcreteState2(); private State currentState; public State CurrentState { get { return currentState; } set { this.currentState = value; this.currentState.SetState(this); } } public void Handle1() { this.CurrentState.Handle1(); } public void Handle2() { this.CurrentState.Handle2(); }}关于Context类，通常的做法是把状态对象声明为静态常量，有几个状态对象就声明几个静态常量。而且环境角色具有状态抽象角色定义的所有行为，具体执行使用委托方式。
调用端代码：
public class Test{ public static void Entry() { Context context = new Context(); context.CurrentState = Context.STATE1; context.Handle1(); context.Handle2(); }}状态模式的优缺点
优点
- 结构清晰，避免了过多的switch...case或者if...else语句的使用，降低了程序的复杂性,提高系统的可维护性。
- 遵循设计原则，很好地体现了开闭原则和单一职责原则，每个状态都是一个子类，增加状态就要增加子类，修改状态则只需要修改对应的子类。
- 封装性非常好，这也是状态模式的基本要求，状态变换放置到类的内部来实现，外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。
缺点
状态模式主要的缺点在于，随着状态的增加，子类会变得太多。
状态模式的适用场景
- 行为需要随状态的改变而改变时
- 业务逻辑比较复杂，导致程序中大量使用了switch或者if语句，为了避免程序结构不清晰，逻辑混乱，可以使用状态模式来重构，通过扩展子类来实现了条件的判断处理。
- 另外，使用整体模式也需要注意避免滥用，只有当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的变化时，才考虑用状态模式，而且对象的状态最好不要超过5个。
参考书籍：
王翔著 《设计模式——基于C#的工程化实现及扩展》
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