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C++設(shè)計模式之狀態(tài)模式

來源:本站原創(chuàng)|時間:2020-01-10|欄目:C語言|點擊:

前言

在實際開發(fā)中,我們經(jīng)常會遇到這種情況;一個對象有多種狀態(tài),在每一個狀態(tài)下,都會有不同的行為。那么在代碼中我們經(jīng)常是這樣實現(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
     }
}

而這種就好比簡單工廠模式,當(dāng)我們增加新的狀態(tài)類型時,我們又需要修改原來的代碼,這種對于測試是很不利的;由于簡單工廠的缺點那么的明顯,后來的工廠模式就克服了這個缺點,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)計模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對狀態(tài)模式是這樣說的:允許一個對象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它的類。狀態(tài)模式的重點在于狀態(tài)轉(zhuǎn)換,很多時候,對于一個對象的狀態(tài),我們都是讓這個對象包含一個狀態(tài)的屬性,這個狀態(tài)屬性記錄著對象的具體狀態(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單工廠模式的分支語句一樣,將狀態(tài)處理分散到各個狀態(tài)子類中去,每個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ConcreteState子類的實例,這個實例定義當(dāng)前狀態(tài);
State:定義一個接口以封裝與Context的一個特定狀態(tài)相關(guān)的行為;
ConcreteState subclasses:每一個子類實現(xiàn)一個與Context的一個狀態(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)的請求委托給當(dāng)前的ConcreteState對象處理;
2.Context可以將自身作為一個參數(shù)傳遞給處理該請求的狀態(tài)對象。這使得狀態(tài)對象在必要時可以訪問Context;
3.Context是客戶使用的主要接口。客戶可用狀態(tài)對象來配置一個Context,一旦一個Context配置完畢,它的客戶不再需要直接與狀態(tài)對象打交道;

使用場合

在以下兩種情況下均可使用State模式:

1.一個對象的行為取決于它的狀態(tài),并且它必須在運行時刻根據(jù)狀態(tài)改變它的行為;
2.一個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象的狀態(tài)。這個狀態(tài)通常用一個或多個枚舉常量表示。通常有多個操作包含這一相同的條件結(jié)構(gòu)。State模式將每一個條件分支放入一個獨立的類中。這使得你可以根據(jù)對象自身的情況將對象的狀態(tài)作為一個對象,這一對象可以不依賴于其它對象而獨立變化。

代碼實現(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;沒有多么深奧的時序關(guān)系,就是簡單的將對象的狀態(tài)和對應(yīng)狀態(tài)下的行為分離開來,不再是簡單的if…else或switch…case分支結(jié)構(gòu)了,而是每一個狀態(tài)都對應(yīng)一個類,一個類集中管理一個狀態(tài);在多狀態(tài)的情況下,簡化了程序的維護(hù)和管理,讓程序結(jié)構(gòu)簡明化,同時也易于擴(kuò)展。

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