1 什么是状态模式

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。

比如说这样一个场景：有一个电灯，电灯上面只有一个开关。当电灯开着的时候，此时按下开关，电灯会切换到关闭状态；再按一次开关，电灯又将被打开。同一个开关按钮，在不同的状态下，表现出来的行为是不一样的。

我们用代码来描述上面的场景：

// 定义一个Light类
var Light = function () {this.state = "off"; // 给电灯设置初始状态 offthis.button = null; // 电灯开关按钮
};// 在页面中创建一个真实的button节点
Light.prototype.init = function () {var button = document.createElement("button"), // 创建一个开关按钮self = this;button.innerHTML = "开关";this.button = document.body.appendChild(button);// 开关被按下的事件this.button.onclick = function () {self.buttonWasPressed();};
};// 开关被按下的行为
Light.prototype.buttonWasPressed = function () {// 如果当前是关灯状态，按下开关表示开灯if (this.state === "off") {console.log("开灯");this.state = "on";} else if (this.state === "on") {// 如果当前是开灯状态，按下开关表示关灯console.log("关灯");this.state = "off";}
};var light = new Light();
light.init();

但是灯的种类是多种多样的，另外一种电灯，这种电灯也只有一个开关，但它的表现是：第一次按下打开弱光，第二次按下打开强光，第三次才是关闭电灯，现在我们改造上面的代码来完成这种新型电灯的制造：

Light.prototype.buttonWasPressed = function () {if (this.state === "off") {console.log("弱光");this.state = "weakLight";} else if (this.state === "weakLight") {console.log("强光");this.state = "strongLight";} else if (this.state === "strongLight") {console.log("关灯");this.state = "off";}
};

在上面的代码中，存在一些很明显的缺点：

• buttonWasPressed方法违反开放—封闭原则，每次新增或者修改灯光的状态，都需要改动buttonWasPressed方法中的代码，这使其成为了一个非常不稳定的方法
• 所有跟状态有关的行为，都被封装在buttonWasPressed方法里，如果这个电灯又增加了其他光的种类，那这个方法会越来越庞大
• 状态的切换不明显，仅仅表现为改变state，容易漏掉某些状态
• 状态之间的切换关系，是靠if、else语句，增加或者修改一个状态可能需要改变若干个操作，这使代码难以阅读和维护

2 使用状态模式改造电灯程序

状态模式的关键是把事物的每种状态都封装成单独的类，跟此种状态有关的行为都被封装在这个类的内部，所以button被按下的的时候，只需要在上下文中，把这个请求委托给当前的状态对象即可，该状态对象会负责渲染它自身的行为。

同时我们还可以把状态的切换规则事先分布在状态类中， 这样就有效地消除了原本存在的
大量条件分支语句，代码如下：

// OffLightState：
var OffLightState = function (light) {this.light = light;
};
OffLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {console.log("弱光"); // offLightState 对应的行为this.light.setState(this.light.weakLightState); // 切换状态到 weakLightState
};// WeakLightState：
var WeakLightState = function (light) {this.light = light;
};
WeakLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {console.log("强光"); // weakLightState 对应的行为this.light.setState(this.light.strongLightState); // 切换状态到 strongLightState
};// StrongLightState：
var StrongLightState = function (light) {this.light = light;
};
StrongLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {console.log("关灯"); // strongLightState 对应的行为this.light.setState(this.light.offLightState); // 切换状态到 offLightState
};// 改写Light类，在Light类中为每个状态类都创建一个状态对象，可以很明显的看到灯的种类
var Light = function () {this.offLightState = new OffLightState(this);this.weakLightState = new WeakLightState(this);this.strongLightState = new StrongLightState(this);this.button = null;
};// 按下按钮的事件中，将请求委托给当前持有的状态对象去执行
Light.prototype.init = function () {var button = document.createElement("button"), // 创建buttonself = this;this.button = document.body.appendChild(button);this.button.innerHTML = "开关";// 设置当前状态this.currState = this.offLightState;this.button.onclick = function () {self.currState.buttonWasPressed();};
};// 切换light对象的状态
Light.prototype.setState = function (newState) {this.currState = newState;
};var light = new Light();
light.init();

3 缺少抽象类的变通方式

在上面的代码中，在状态类中将定义一些共同的行为方法，Context最终会将请求委托给状态对象的这些方法，在这个例子里这个方法就是buttonWasPressed。无论增加了多少种状态类，它们都必须实现buttonWasPressed方法。

所以使用状态模式的时候要格外小心，如果我们编写一个状态子类时，忘记了给这个状态子类实现buttonWasPressed方法，则会在状态切换的时候抛出异常，因为Context总是把请求委托给状态对象的buttonWasPressed方法。因此我们让抽象父类的抽象方法直接抛出一个异常：

var State = function () {};
State.prototype.buttonWasPressed = function () {throw new Error("父类的 buttonWasPressed 方法必须被重写");
};
var SuperStrongLightState = function (light) {this.light = light;
};
SuperStrongLightState.prototype = new State(); // 继承抽象父类
SuperStrongLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {// 重写 buttonWasPressed 方法console.log("关灯");this.light.setState(this.light.offLightState);
};

4 示例：文件上传

4.1 场景描述

例如，控制文件上传需要两个节点按钮，第一个用于暂停和继续上传，第二个用于删除文件

• 当文件在扫描状态中，不能进行任何操作，既不能暂停也不能删除文件，只能等待扫描完成。扫描完成之后，根据文件的md5值判断，若确认该文件已经存在于服务器，则直接跳到上传完成状态。如果该文件的大小超过允许上传的最大值，或者该文件已经损坏，则跳往上传失败状态。剩下的情况下才进入上传中状态
• 上传过程中可以点击暂停按钮来暂停上传，暂停后点击同一个按钮会继续上传
• 扫描和上传过程中，点击删除按钮无效，只有在暂停、上传完成、上传失败之后，才能删除文件

假设我们使用一个插件对象帮助我们完成上传工作：

var plugin = (function () {var plugin = document.createElement("embed");plugin.style.display = "none";plugin.type = "application/txftn-webkit";plugin.sign = function () {console.log("开始文件扫描");};plugin.pause = function () {console.log("暂停文件上传");};plugin.uploading = function () {console.log("开始文件上传");};plugin.del = function () {console.log("删除文件上传");};plugin.done = function () {console.log("文件上传完成");};document.body.appendChild(plugin);return plugin;
})();

上传是一个异步的过程，所以控件会不停地调用全局函数window.external.upload，来通知目前的上传进度，控件会把当前的文件状态作为参数state塞进window.external.upload，在此例中该函数负责打印一些log：

window.external.upload = function (state) {console.log(state); // 可能为 sign、uploading、done、error
};

4.2 代码过程

首先定义Upload类，在构造函数中为每种状态子类都创建一个实例对象：

var Upload = function (fileName) {this.plugin = plugin;this.fileName = fileName;this.button1 = null;this.button2 = null;this.signState = new SignState(this); // 设置初始状态为 waitingthis.uploadingState = new UploadingState(); // 上传中this.pauseState = new PauseState(this); // 暂停this.doneState = new DoneState(this); // 上传完成this.errorState = new ErrorState(this); // 上传错误this.currState = this.signState; // 设置当前状态
};

创建两个按钮，一个控制文件暂停和继续上传，一个用于删除文件：

Upload.prototype.init = function () {var that = this;this.dom = document.createElement("div");this.dom.innerHTML ="<span>文件名称:" +this.fileName +'</span><button data-action="button1">扫描中</button><button data-action="button2">删除</button>';document.body.appendChild(this.dom);this.button1 = this.dom.querySelector('[data-action="button1"]'); // 第一个按钮this.button2 = this.dom.querySelector('[data-action="button2"]'); // 第二个按钮this.bindEvent();
};

为两个按钮分别绑定点击事件，在点击了按钮之后，Context并不做任何具体的操作，而是把请求委托给当前的状态类来执行：

Upload.prototype.bindEvent = function () {var self = this;this.button1.onclick = function () {self.currState.clickHandler1();};this.button2.onclick = function () {self.currState.clickHandler2();};
};// 扫描中
Upload.prototype.sign = function () {this.plugin.sign();this.currState = this.signState;
};
// 上传中
Upload.prototype.uploading = function () {this.button1.innerHTML = "正在上传，点击暂停";this.plugin.uploading();this.currState = this.uploadingState;
};
// 暂停
Upload.prototype.pause = function () {this.button1.innerHTML = "已暂停，点击继续上传";this.plugin.pause();this.currState = this.pauseState;
};
// 上传成功
Upload.prototype.done = function () {this.button1.innerHTML = "上传完成";this.plugin.done();this.currState = this.doneState;
};
// 上传失败
Upload.prototype.error = function () {this.button1.innerHTML = "上传失败";this.currState = this.errorState;
};
// 删除
Upload.prototype.del = function () {this.plugin.del();this.dom.parentNode.removeChild(this.dom);
};

再接下来是编写各个状态类的实现：

var StateFactory = (function () {var State = function () {};State.prototype.clickHandler1 = function () {throw new Error("子类必须重写父类的 clickHandler1 方法");};State.prototype.clickHandler2 = function () {throw new Error("子类必须重写父类的 clickHandler2 方法");};return function (param) {var F = function (uploadObj) {this.uploadObj = uploadObj;};F.prototype = new State();for (var i in param) {F.prototype[i] = param[i];}return F;};
})();var SignState = StateFactory({clickHandler1: function () {console.log("扫描中，点击无效...");},clickHandler2: function () {console.log("文件正在上传中，不能删除");},
});var UploadingState = StateFactory({clickHandler1: function () {this.uploadObj.pause();},clickHandler2: function () {console.log("文件正在上传中，不能删除");},
});var PauseState = StateFactory({clickHandler1: function () {this.uploadObj.uploading();},clickHandler2: function () {this.uploadObj.del();},
});var DoneState = StateFactory({clickHandler1: function () {console.log("文件已完成上传, 点击无效");},clickHandler2: function () {this.uploadObj.del();},
});var ErrorState = StateFactory({clickHandler1: function () {console.log("文件上传失败, 点击无效");},clickHandler2: function () {this.uploadObj.del();},
});

测试一下：

var uploadObj = new Upload("AAAAAAAAA");
uploadObj.init();
window.external.upload = function (state) {// 插件调用 JavaScript 的方法uploadObj[state]();
};
window.external.upload("sign"); // 文件开始扫描
setTimeout(function () {window.external.upload("uploading"); // 1 秒后开始上传
}, 1000);
setTimeout(function () {window.external.upload("done"); // 5 秒后上传完成
}, 5000);