状态模式（C++）

定义

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。从而使对象看起来似乎修改了其行为。

应用场景

• 在软件构建过程中，某些对象的状态如果改变，其行为也会随之，而发生变化，比如文档处于只读状态，其支持的行为和读写状态支持的行为就可能完全不同。
• 如何在运行时根据对象的状态来透明地更改对象的行为?而不会为对象操作和状态转化之间引入紧耦合?

结构

代码示例

//State.h
/****************************************************/
#ifndef STATE_H
#define STATE_H
#include <iostream>
using namespace std;
class Lamp;// 抽象状态类
class State 
{
public:// 析构函数virtual ~State() {}// 操作函数virtual void handle(Lamp& context) = 0;};// 具体状态类-开
class StateOn : public State 
{
public:// 操作函数virtual void handle(Lamp& context);};// 具体状态类-关
class StateOff : public State 
{
public:// 操作函数virtual void handle(Lamp& context);};// 灯
class Lamp
{
public:// 构造函数，默认状态关闭Lamp() : m_state(new StateOff()){}// 析构函数~Lamp();// 设置状态void setState(State* state);// 请求void request();private:State* m_state;
};// 操作函数
void StateOn::handle(Lamp& context) {cout << "当前状态：打开" << endl;cout << "执行操作：关闭" << endl;context.setState(new StateOff());
}// 操作函数
void StateOff::handle(Lamp& context) {cout << "当前状态：关闭" << endl;cout << "执行操作：打开" << endl;context.setState(new StateOn());
}// 析构函数
Lamp::~Lamp() {if (m_state) {delete m_state;m_state = nullptr;}
}// 设置状态
void Lamp::setState(State* state) {if (m_state) {delete m_state;m_state = nullptr;}m_state = state;
}// 请求
void Lamp::request() {m_state->handle(*this);
}#endif

//test.cpp
/****************************************************/
#include "State.h"int main()
{Lamp lamp;lamp.request(); // 操作灯lamp.request(); // 操作灯return 0;
}

运行结果

要点总结

• State模式将所有与一个特定状态相关的行为都放入一个State的子类对象中，在对象状态切换时，切换相应的对象;但同时维持State的接口，这样实现了具体操作与状态转换之间的解耦。
• 为不同的状态引入不同的对象使得状态转换变得更加明确，而且可以保证不会出现状态不一致的情况，因为转换是原子性的——即要么彻底转换过来，要么不转换。
• 如果State对象没有实例变量，那么各个上下文可以共享同一个State对象，从而节省对象开销。