状态模式

来源:互联网 发布:sql中rank 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 21:52

转载于博客:

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主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍命令模式的实现。

 

问题出发点

 

在实际开发中,我们经常会遇到这种情况;一个对象有多种状态,在每一个状态下,都会有不同的行为。那么在代码中我们经常是这样实现的。

代码如下:


typedef enum tagState{     state0,     state1,     state2}State; void Action(State actionState){     if (actionState == state0)     {          // DoSomething     }     else if (actionState == state1)     {          // DoSomething     }     else if (actionState == state2)     {          // DoSomething     }     else     {          // DoSomething     }}

而这种就好比简单工厂模式,当我们增加新的状态类型时,我们又需要修改原来的代码,这种对于测试是很不利的;由于简单工厂的缺点那么的明显,后来的工厂模式就克服了这个缺点,我们就可以借鉴工程模式,来解决这种随着状态增加而出现的多分支结构,而这就是我今天要总结的状态模式。

 

状态模式

What it is:Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class。

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一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,对于一个对象的状态,我们都是让这个对象包含一个状态的属性,这个状态属性记录着对象的具体状态,根据状态的不同使用分支结构来执行不同的功能,就像上面的代码那样处理;就像上面说的,类中存在大量的结构类似的分支语句,变得难以维护和理解。状态模式消除了分支语句,就像工厂模式消除了简单工厂模式的分支语句一样,将状态处理分散到各个状态子类中去,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清晰明确。

State类,抽象状态类,定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。
ConcreteState类,具体状态,每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。
Context类,维护一个ConcreteState子类的实例,这个实例定义当前的状态。

 

C++代码实现:

复制代码
#include <iostream>  using namespace std;#define SAFE_DELETE(p) if (p) { delete p; p = NULL; }/*声明Context类*/class Context; /*抽象状态类:定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为*/class State{public:     virtual void Handle(Context *pContext) = 0;};/*Context类,维护一个ConcreteState子类的实例,这个实例定义当前的状态*/class Context{public:     Context(State *pState) : m_pState(pState){}      void Request()     {          if (m_pState)          {               m_pState->Handle(this);          }     }      void ChangeState(State *pState)     {          m_pState = pState;     } private:     State *m_pState; //这里的State指针是实现特定状态相关的关键};class ConcreteStateA : public State{public:     virtual void Handle(Context *pContext)     {          cout<<"I am concretestateA."<<endl;     }}; class ConcreteStateB : public State{public:     virtual void Handle(Context *pContext)     {          cout<<"I am concretestateB."<<endl;     }}; int main(){     State *pStateA = new ConcreteStateA();//初始化两个具体状态类对象     State *pStateB = new ConcreteStateB();     Context *pContext = new Context(pStateA); //将具体状态类对象交由Context类管理          pContext->Request();//Context类根据对象状态,调用该对象的特定函数Request     pContext->ChangeState(pStateB); //改变对象状态     pContext->Request();     SAFE_DELETE(pContext);     SAFE_DELETE(pStateB);     SAFE_DELETE(pStateA);          return 0;}
复制代码
这里例子的实现思路:一个抽象状态类State:只包含纯虚函数Handle,然后定义两个具体状态类,这两个状态类重写了Handle函数;然后是最关键的Context类,这个类是包含了一个State指针,指针指向不同的对象(自己去改变这个指针使之指向新的对象),会导致Context去调用不同的对象方法,这也是虚函数机制的一大特点;

使用场合

在以下两种情况下均可使用State模式:

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。