状态模式

以下很多内容都来自GOF的设计模式，我仅仅根据自己的理解进行了简化，方便大家的同时也便于后期的回忆

目的：

状态模式一般是用在一个可能会有多个状态的对象中。当此对象的内部状态改变的时候，它的行为也会改变。对象看起来似乎是修改了它的类。

动机：

考虑一个简单的tcp连接的对象TCPConnection,它可能会处于连接开启，连接关闭，连接建立三种状态。当一个TCPConnection对象收到其他对象的请求的时候，它根据自己当前的状态进行不同的反映。但是我总感觉这个不好理解，后面举的另一个例子我感觉不错，例如我们打开了一个pdf文档，当选择“手型工具”的时候，拖拽鼠标的时候，屏幕会跟着移动，当选择“选择工具”的时候，拖拽鼠标，会进行屏幕中文字的选择，当选择“高亮工具”的时候，拖拽鼠标，会对选择的文本进行高亮。针对选择的不同工具，我们可以认为其当前处于不同的状态，即处于不同的状态的时候，相同的鼠标拖拽操作会呈现不同的行为。

类图：

从上文的类图中可以看出，DrawController类作为客户类，它在调用MousePressed方法的时候，实际上调用的是currentTool的HandleMousePress方法，至于currentTool指的具体是哪个工具，可以通过给DrawController加一个方法SetTool来设定相应的工具。当用户点击“选择工具”按钮，就会调用DrawController的SetTool(new SelectionTool)方法，来设置currentTool属性。

再次强调：

当客户对象处于不同的状态，会改变相应操作的具体行为，如上图，客户选择了不同的工具，调用相同的MousePressed方法，却做了不同的事情。依据状态模式，将一个个的状态封装成具体的对象，如上面类图中的三个具体工具，同时继承一个抽象类。抽象类负责提供虚接口。

代码简单实现：

Head文件

#ifndef __PATTERN_STATE_H#define __PATTERN_STATE_H#include <stdio.h>#define LogPattern(fmt, ...) printf("[%4d %10s]" fmt"\n", __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__ )//基类工具，默认空实现class GraphicTool{public:virtual void HandleMousePressed(){}protected:private:};//绘图控制器，根据不同的工具，控制鼠标的行为class DrawController{public:DrawController():m_pCurTool(0){}~DrawController(){}void MousePressed(){if(m_pCurTool)m_pCurTool->HandleMousePressed();}void SetTool(GraphicTool* tool);void Initialise();protected:private:GraphicTool* m_pCurTool;};//如果工具没有内部状态，可以设置其为单例模式，这样settool就不用频繁的new，delete了。//高亮工具class HighLightTool : public GraphicTool{public:void HandleMousePressed();protected:private:};//选择工具class SelectionTool : public GraphicTool{public:void HandleMousePressed();protected:private:};//文本工具class TextTool : public GraphicTool{public:void HandleMousePressed();protected:private:};#endif

Cpp文件

#include "PatternState.h"//初始化，设置默认工具.工具可以设置为单例模式void DrawController::Initialise(){SetTool(new TextTool());}void DrawController::SetTool(GraphicTool* tool){if (m_pCurTool){delete m_pCurTool;}m_pCurTool = tool;}void HighLightTool::HandleMousePressed(){LogPattern("\n");}void TextTool::HandleMousePressed(){LogPattern("\n");}void SelectionTool::HandleMousePressed(){LogPattern("\n");}

main文件的使用

void main(){DrawController draw;draw.Initialise();draw.MousePressed();draw.SetTool(new SelectionTool);draw.MousePressed();draw.SetTool(new HighLightTool);draw.MousePressed();}

截屏输出结果：

可以很清楚的看到，首先通过Initialise设置默认的工具为TextTool，然后调用MousePressed，实际上调用的为TextTool::HandleMousePressed

当通过draw.SetTool(new SelectionTool);设置工具为SelectionTool，再次调用MousePressed，实际上调用的为SelectionTool::HandleMousePressed

好的思想：

扩展：从上面可以看出，状态模式非常适合于扩展新的状态，只需要继承基类，实现对应的方法即可。

切换：关于状态的切换，上面的是在外部进行切换的，通过设置不同的工具来实现。事实上，还可以在状态类的内部实现。例如现在我想实现当用户选择了SelectionTool，选择之后立刻回到默认的TextTool，我们可以在客户调用MousePressed方法的时候，将客户类传入进去(即DrawController),在HandleMousePressed的末尾，调用controller->SetTool(new TextToll);即可以恢复到默认的TextTool。这样就实现了一种状态切换在内部实现的机制。

实现：关于状态类的实现，如果状态之间切换非常频繁，那么状态类可以使用单例模式，这样仅仅在第一次创建，省去了很多的new delete开销，相应的内存开销就稍微大了一点。具体应用场景需要具体分析。