设计模式学习：状态模式实现订单状态流转

支付场景中的状态流转

在开发电商支付模块时，我们常遇到这样的状态流转需求：

• 订单需要经历 待支付 → 支付中 → 支付成功/失败 → 退款处理 的完整生命周期。
  
• 不同状态下可执行的操作不同（例如只有支付成功才能退款）。
  
• 状态转换需要触发附加操作（支付成功要发通知、更新库存）。
  

传统的 if-else 或 switch 实现方式会导致：

• 代码臃肿，维护困难
  
• 状态转换逻辑分散
  
• 新增状态需要修改大量现有代码
  

此时，状态模式（State Pattern）是这些问题的最佳解决方案。
状态模式核心思想

通过将状态抽象为独立类，实现两大关键特性：

• 行为状态化 ：不同状态下相同的操作产生不同结果
  
• 转换自动化 ：状态对象自行决定下一个状态
  

状态模式实现

• 状态接口设计
  

1. // 订单状态抽象接口
2. public interface IOrderState
3. {
4.     void Process(OrderContext context);
5.     void Cancel(OrderContext context);
6.     void Refund(OrderContext context);
7. }
9. // 订单上下文（维护当前状态）
10. public class OrderContext
11. {
12.     private IOrderState _currentState;
13.     public string OrderId { get; } = Guid.NewGuid().ToString();
14.    
15.     public OrderContext(IOrderState initialState)
16.     {
17.         TransitionTo(initialState);
18.     }
20.     public void TransitionTo(IOrderState state)
21.     {
22.         Console.WriteLine($"订单状态变更：{_currentState?.GetType().Name} → {state.GetType().Name}");
23.         _currentState = state;
24.     }
26.     public void ProcessPayment() => _currentState.Process(this);
27.     public void CancelOrder() => _currentState.Cancel(this);
28.     public void RequestRefund() => _currentState.Refund(this);
29. }

复制代码

• 具体状态类实现
  待支付状态：
  

1. public class PendingState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("开始支付处理...");
6.         // 调用支付网关接口
7.         context.TransitionTo(new ProcessingState());
8.     }
10.     public void Cancel(OrderContext context)
11.     {
12.         Console.WriteLine("订单已取消");
13.         context.TransitionTo(new CanceledState());
14.     }
16.     public void Refund(OrderContext context)
17.     {
18.         Console.WriteLine("待支付订单不能退款");
19.         throw new InvalidOperationException("待支付订单不能退款");
20.     }
21. }

复制代码

支付中状态：

1. public class ProcessingState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("支付处理中...");
6.         context.TransitionTo(new PaidState());
7.     }
9.     public void Cancel(OrderContext context)
10.     {
11.         Console.WriteLine("支付处理中，不可取消订单...");
12.         throw new InvalidOperationException("支付处理中，不可取消订单...");
13.     }
15.     public void Refund(OrderContext context)
16.     {
17.         Console.WriteLine("支付未完成不能退款");
18.         throw new InvalidOperationException("支付未完成不能退款");
19.     }
20. }

复制代码

支付成功状态:

1. public class PaidState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("订单已完成支付");
6.         throw new InvalidOperationException("订单已完成支付");
7.     }
9.     public void Cancel(OrderContext context)
10.     {
11.         Console.WriteLine("已支付订单需走退款流程");
12.         throw new InvalidOperationException("已支付订单需走退款流程");
13.     }
15.     public void Refund(OrderContext context)
16.     {
17.         Console.WriteLine("发起退款申请...");
18.         // 调用退款接口
19.         context.TransitionTo(new RefundingState());
20.     }
21. }

复制代码

退款中状态：

1. public class RefundingState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("退款处理中...");
6.         context.TransitionTo(new RefundedState());
7.     }
9.     public void Cancel(OrderContext context)
10.     {
11.         Console.WriteLine("退款处理中，不可取消订单...");
12.         throw new InvalidOperationException("退款处理中，不可取消订单...");
13.     }
15.     public void Refund(OrderContext context)
16.     {
17.         Console.WriteLine("退款处理中，不可重复退款");
18.         throw new InvalidOperationException("退款处理中，不可重复退款");
19.     }
20. }

复制代码

退款完成状态：

1. public class RefundedState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("退款完成，订单已取消");
6.         throw new InvalidOperationException("退款完成，订单已取消");
7.     }
8.     public void Cancel(OrderContext context)
9.     {
10.         Console.WriteLine("订单已退款，无需取消");
11.         throw new InvalidOperationException("订单已退款，无需取消");
12.     }
13.     public void Refund(OrderContext context)
14.     {
15.         Console.WriteLine("订单已退款，无需退款");
16.         throw new InvalidOperationException("订单已退款，无需退款");
17.     }
18. }

复制代码

订单取消状态：

1. public class CanceledState : IOrderState
2. {
3.     public void Process(OrderContext context)
4.     {
5.         Console.WriteLine("订单已取消，无需支付");
6.         throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需支付");
7.     }
9.     public void Cancel(OrderContext context)
10.     {
11.         Console.WriteLine("订单已取消，无需取消");
12.         throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需取消");
13.     }
15.     public void Refund(OrderContext context)
16.     {
17.         Console.WriteLine("订单已取消，无需退款");
18.         throw new InvalidOperationException("订单已取消，无需退款");
19.     }
20. }

复制代码

完整状态流转示例

1. var order = new OrderContext(new PendingState());
3. order.ProcessPayment();  // 进入ProcessingState
4. order.RequestRefund();   // 输出警告信息
6. // 模拟支付成功回调
7. order.TransitionTo(new PaidState());
8. order.RequestRefund();   // 进入RefundingState

复制代码

相关代码：https://github.com/huangmingji/design-pattern-learning/tree/main/design-pattern-learning-2

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