概述
状态模式是非常好理解的,没有深奥的时序关系,就是将对象各种状态下的行为分离开来,不再是简单的if…else或switch…case分支结构,而是每个状态对应一个类,每个类管理一个状态;在多种状态的情况下,让程序结构简明化,同时也易于扩展,从而简化了程序的维护和管理。
旧方式
在实际开发中,我们经常会遇到这种情况:一个对象被预设了很多状态,在每个状态下,都有不同的行为。在代码中我们经常是这样实现的。
代码如下:
typedef enum tagState
{
StateA,
StateB,
StateC
}State;
void Action(State actionState)
{
if (actionState == StateA)
{
cout<<"I am StateA."<<endl; // DoSomething
}
else if (actionState == StateB)
{
cout<<"I am StateB."<<endl; // DoSomething
}
else if (actionState == StateC)
{
cout<<"I am StateC."<<endl; // DoSomething
}
else
{
// DoSomething
}
}
这种方式,在我们需要增加新的状态类型时,就得修改原来的代码,这对测试是很不利的;解决这种随着状态增加而增加分支的结构,就是状态模式。
状态模式
GOF的《设计模式》书中对状态模式是这样说的: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。
状态模式的重点在于状态转换。很多时候,我们都是让对象包含一个状态属性,它对应一个具体状态,不同的状态下,用分支结构执行不同的功能;就像上面说的,在类中存在大量的分支语句,逐渐变得难以维护和理解。状态模式消除了分支语句,它将状态处理,分散到各个状态对应的子类中去,每个子类集中处理一种状态,这样就使得状态的处理和转换变得清晰明确。
状态模式实现
#include <iostream>
using namespace std;
class Context;
class State //是一个接口,用来规范状态的行为;
{
public:
virtual void Handle(Context *pContext) = 0;
};
//ConcreteState 子类具体实现:每个子类实现一个状态的行为。
class ConcreteStateA : public State
{
public:
virtual void Handle(Context *pContext)
{
cout<<"I am StateA."<<endl;
}
};
class ConcreteStateB : public State
{
public:
virtual void Handle(Context *pContext)
{
cout<<"I am StateB."<<endl;
}
};
class ConcreteStateC : public State
{
public:
virtual void Handle(Context *pContext)
{
cout<<"I am StateC."<<endl;
}
};
class Context //定义需求接口,维护一个State子类的实例,这个实例定义当前状态;
{
public:
Context(State *pState) : m_pState(pState){}
void Request()
{
if (m_pState)
{
m_pState->Handle(this); //将自身作为参数,传递给状态对象,使得状态对象在需要时可以访问Context;
}
}
void ChangeState(State *pState) //转换状态
{
m_pState = pState;
}
private:
State *m_pState;
};
int main()
{
State *pStateA = new ConcreteStateA();
State *pStateB = new ConcreteStateB();
State *pStateC = new ConcreteStateC();
Context *pContext = new Context(pStateA);
pContext->Request();
pContext->ChangeState(pStateB);
pContext->Request();
pContext->ChangeState(pStateC);
pContext->Request();
delete pContext;
delete pStateB;
delete pStateA;
}
协作如下:
1.Context将与状态相关的业务代码委托给子类ConcreteState对象处理;
2.Context将自身作为一个参数,传递给处理该请求的状态对象。这使得状态对象在必要时可以访问Context;
3.Context是客户使用的主要接口。客户可用状态对象来配置一个Context,一旦一个Context配置完毕,它的客户不再需要直接与状态对象打交道;
State模式使用场合
1.一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为;
2.一个操作中含有庞大的多分支的条件语句,且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。通常有多个操作包含这一相同的条件结构。State模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象,这一对象可以不依赖于其它对象而独立变化。
缺点
类的数量增多,结构变复杂。对于状态数量多的时候,才能合算。