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C++設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式

更新時(shí)間：2014年10月09日 09:36:48 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了C++設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式,本文講解了什么是狀態(tài)模式、狀態(tài)模式的使用場(chǎng)合、狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)代碼等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

前言

在實(shí)際開發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到這種情況；一個(gè)對(duì)象有多種狀態(tài)，在每一個(gè)狀態(tài)下，都會(huì)有不同的行為。那么在代碼中我們經(jīng)常是這樣實(shí)現(xiàn)的。

復(fù)制代碼代碼如下:

typedef enum tagState

{

     state,

     state1,

     state2

}State;

void Action(State actionState)

{

     if (actionState == state)

     {

          // DoSomething

     }

     else if (actionState == state1)

     {

          // DoSomething

     }

     else if (actionState == state2)

     {

          // DoSomething

     }

     else

     {

          // DoSomething

     }

}

而這種就好比簡(jiǎn)單工廠模式，當(dāng)我們?cè)黾有碌臓顟B(tài)類型時(shí)，我們又需要修改原來的代碼，這種對(duì)于測(cè)試是很不利的；由于簡(jiǎn)單工廠的缺點(diǎn)那么的明顯，后來的工廠模式就克服了這個(gè)缺點(diǎn)，我們就可以借鑒工程模式，來解決這種隨著狀態(tài)增加而出現(xiàn)的多分支結(jié)構(gòu)，而這就是我今天要總結(jié)的狀態(tài)模式。

狀態(tài)模式

在GOF的《設(shè)計(jì)模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對(duì)狀態(tài)模式是這樣說的：允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為。對(duì)象看起來似乎修改了它的類。狀態(tài)模式的重點(diǎn)在于狀態(tài)轉(zhuǎn)換，很多時(shí)候，對(duì)于一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)，我們都是讓這個(gè)對(duì)象包含一個(gè)狀態(tài)的屬性，這個(gè)狀態(tài)屬性記錄著對(duì)象的具體狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的不同使用分支結(jié)構(gòu)來執(zhí)行不同的功能，就像上面的代碼那樣處理；就像上面說的，類中存在大量的結(jié)構(gòu)類似的分支語句，變得難以維護(hù)和理解。狀態(tài)模式消除了分支語句，就像工廠模式消除了簡(jiǎn)單工廠模式的分支語句一樣，將狀態(tài)處理分散到各個(gè)狀態(tài)子類中去，每個(gè)子類集中處理一種狀態(tài)，這樣就使得狀態(tài)的處理和轉(zhuǎn)換清晰明確。

UML類圖

Context：定義客戶端感興趣的接口，并且維護(hù)一個(gè)ConcreteState子類的實(shí)例，這個(gè)實(shí)例定義當(dāng)前狀態(tài)；
State：定義一個(gè)接口以封裝與Context的一個(gè)特定狀態(tài)相關(guān)的行為；
ConcreteState subclasses：每一個(gè)子類實(shí)現(xiàn)一個(gè)與Context的一個(gè)狀態(tài)相關(guān)的行為。

它們之間的協(xié)作步驟如下：

1.Context將與狀態(tài)相關(guān)的請(qǐng)求委托給當(dāng)前的ConcreteState對(duì)象處理；
2.Context可以將自身作為一個(gè)參數(shù)傳遞給處理該請(qǐng)求的狀態(tài)對(duì)象。這使得狀態(tài)對(duì)象在必要時(shí)可以訪問Context；
3.Context是客戶使用的主要接口?？蛻艨捎脿顟B(tài)對(duì)象來配置一個(gè)Context，一旦一個(gè)Context配置完畢，它的客戶不再需要直接與狀態(tài)對(duì)象打交道；

使用場(chǎng)合

在以下兩種情況下均可使用State模式：

1.一個(gè)對(duì)象的行為取決于它的狀態(tài)，并且它必須在運(yùn)行時(shí)刻根據(jù)狀態(tài)改變它的行為；
2.一個(gè)操作中含有龐大的多分支的條件語句，且這些分支依賴于該對(duì)象的狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)通常用一個(gè)或多個(gè)枚舉常量表示。通常有多個(gè)操作包含這一相同的條件結(jié)構(gòu)。State模式將每一個(gè)條件分支放入一個(gè)獨(dú)立的類中。這使得你可以根據(jù)對(duì)象自身的情況將對(duì)象的狀態(tài)作為一個(gè)對(duì)象，這一對(duì)象可以不依賴于其它對(duì)象而獨(dú)立變化。

代碼實(shí)現(xiàn)：

復(fù)制代碼代碼如下:

#include <iostream>

using namespace std;

class Context;

class State

{

public:

     virtual void Handle(Context *pContext) = 0;

};

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;

     }

};

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;

};

int main()

{

     State *pStateA = new ConcreteStateA();

     State *pStateB = new ConcreteStateB();

     Context *pContext = new Context(pStateA);

     pContext->Request();

     pContext->ChangeState(pStateB);

     pContext->Request();

     delete pContext;

     delete pStateB;

     delete pStateA;

}

總結(jié)

狀態(tài)模式總的來說是非常好理解的；沒有多么深?yuàn)W的時(shí)序關(guān)系，就是簡(jiǎn)單的將對(duì)象的狀態(tài)和對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的行為分離開來，不再是簡(jiǎn)單的if…else或switch…case分支結(jié)構(gòu)了，而是每一個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)類，一個(gè)類集中管理一個(gè)狀態(tài)；在多狀態(tài)的情況下，簡(jiǎn)化了程序的維護(hù)和管理，讓程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明化，同時(shí)也易于擴(kuò)展。

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