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C++设计模式之状态模式

  • 时间:2020-08-23 21:47 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:C++设计模式之状态模式
[b]前言[/b] 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。
[url=http://www.1sucai.cn/article/55861.htm]简单工厂模式[/url],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。 [b]状态模式[/b] 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[url=http://www.1sucai.cn/article/55860.htm]工厂模式[/url]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。 [b]UML类图[/b] [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201410/201410993324519.png?20149993335[/img] Context:定义客户端感兴趣的接口,并且维护一个ConcreteState子类的实例,这个实例定义当前状态; State:定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为; ConcreteState subclasses:每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。 它们之间的协作步骤如下: 1.Context将与状态相关的请求委托给当前的ConcreteState对象处理; 2.Context可以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; [b]使用场合[/b] 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。 代码实现:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
#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; }
[b]总结[/b] 状态模式总的来说是非常好理解的;没有多么深奥的时序关系,就是简单的将对象的状态和对应状态下的行为分离开来,不再是简单的if…else或switch…case分支结构了,而是每一个状态都对应一个类,一个类集中管理一个状态;在多状态的情况下,简化了程序的维护和管理,让程序结构简明化,同时也易于扩展。
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