一、狀態模式實現方式

1. 核心結構

• 狀態接口（State）：定義狀態相關的行為方法。
• 具體狀態類（ConcreteState）：實現狀態接口，封裝特定狀態下的邏輯。
• 上下文類（Context）：維護當前狀態引用，委托請求給當前狀態對象處理。

2. 基礎實現示例（以電梯控制為例）

// 狀態接口
public interface ElevatorState {void handle(ElevatorContext context);
}
// 具體狀態類：停止狀態
public class StopState implements ElevatorState {@Overridepublic void handle(ElevatorContext context) {System.out.println("電梯已停止");context.setState(new RunningState()); // 切換狀態}
}
// 上下文類
public class ElevatorContext {private ElevatorState state;public ElevatorContext(ElevatorState initialState) {this.state = initialState;}public void setState(ElevatorState state) {this.state = state;}public void request() {state.handle(this); // 委托處理}
}

3. 高級實現技巧

• 狀態內部維護上下文：允許狀態類直接操作上下文屬性（如訂單狀態流轉）。
• 狀態工廠優化：集中管理狀態對象，避免重復創建。
• 狀態共享（單例模式）：適用于無狀態對象（如紅綠燈狀態）。

---

二、測試方法與策略

1. 測試目標

• 驗證狀態切換的正確性（如訂單從“待支付”到“已發貨”）。
• 確保每個狀態下的行為符合預期（如電梯停止時禁止移動）。

2. 單元測試工具
   使用Mockito框架模擬依賴對象，隔離測試環境：

import static org.mockito.Mockito.*;
// 測試訂單狀態切換
public class OrderTest {@Testpublic void testOrderStateTransition() {Order order = new Order();OrderState initialState = mock(NewState.class);order.setState(initialState);// 模擬支付操作觸發狀態切換order.pay();verify(initialState).next(order); // 驗證狀態轉換assertEquals(PaidState.class, order.getState().getClass());}
}

3. 關鍵測試場景
4. 狀態轉換驗證
   使用verify()檢查狀態切換方法是否按預期調用。

   verify(context, times(1)).setState(any(RunningState.class));
   

5. 行為邏輯驗證
   結合斷言（JUnit/Hamcrest）驗證輸出結果：

   assertThat(outputStream.toString(), containsString("電梯已停止"));
   

6. 異常處理測試
   模擬非法狀態操作（如未支付時嘗試發貨）：

   assertThrows(IllegalStateException.class, () -> order.deliver());
   

7. 參數化測試
   覆蓋所有狀態組合，減少重復代碼：

@ParameterizedTest
@EnumSource(ElevatorState.class)
void testAllStates(ElevatorState state) {ElevatorContext context = new ElevatorContext(state);context.request();// 驗證狀態轉換邏輯
}

---

三、測試最佳實踐

1. 獨立性：每個測試用例初始化獨立上下文，避免狀態污染。
2. 模擬外部依賴：用Mockito替代數據庫或網絡請求（如模擬訂單支付接口）。
3. 覆蓋率：確保覆蓋所有狀態轉換路徑（如紅燈→綠燈→黃燈→紅燈）。

---

四、常見問題與解決方案

問題	解決方案
狀態切換未觸發	檢查狀態類是否正確調用context.setState()。
測試用例間依賴	使用@Before注解重置上下文狀態。
狀態轉換邏輯遺漏	通過狀態機工具（如Spring StateMachine）可視化驗證轉換規則。

---

五、總結

狀態模式通過對象化狀態與委托機制實現了行為與狀態的解耦，而單元測試則通過模擬框架與斷言驗證確保了狀態轉換的可靠性。實際開發中，結合Mockito進行隔離測試，可顯著提升代碼質量與維護效率。