设计模式-状态模式

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

在组件构建过程中，某些对象的状态经常面临变化，如何对这些对象的变化进行有效的管理，同时又维持高层模块的稳定，需要使用状态模式

一、问题场景

某些对象的状态如果发生改变，其行为也会随之发生变化，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，如何根据对象的状态来透明的更改对象的行为，而不会为对象操作和状态之间引入耦合。
如下面代码所示

enum NetworkState
{
   
    Network_Open,
    Network_Close,
    Network_Connect
};

class NetworkProcesor
{
   
    NetworkState state;

public:
    void Operation1()
    {
   
        if (state == Network_Open)
        {
   
            // .....
            state = Network_Close;
        }
        else if(state == Network_Close)
        {
   
            // .....
            state = Network_Open;
        }
        else if (state == Network_Connect)
        {
   
            // .....
            state = Network_Open;
        }
        
    }
};

这个和之前的策略模式很像，有大量if-else。违背了”开闭原则“，对扩展开放，对更改关闭

二、状态模式

NetworkState从enum变成基类，每一个派生类自己管理每一种行为，并且定义好切换状态，且每一个派生类都是单例模式。而NetworkProcesor只是内部存了一个基类指针指向不同的状态类，其内部方法都是调用对应的派生类方法，并且更新指向的派生类对象，因此，NetworkProcesor就不会再更变了。

class NetworkState
{
   
public:
    NetworkState *pNext;
    virtual void Operation1() = 0;
    virtual void Operation2() = 0;
    virtual void Operation3() = 0;
    virtual ~NetworkState() {
   }
};

class OpenState : public NetworkState
{
   
    static NetworkState *m_instance;

public:
    static NetworkState *GetInstance()
    {
   
        if (m_instance == nullptr)
        {
   
            m_instance = new OpenState();
        }
        return m_instance;
    }

    void Operation1()
    {
   
        // ********
        pNext = CloseState::GetInstance();
    }

    void Operation2()
    {
   
        // ********
        pNext = ConnectState::GetInstance();
    }

    void Operation3()
    {
   
        // ********
        pNext = WaitState::GetInstance();
    }


};


class CloseState : public NetworkState
{
   
    static NetworkState *m_instance;

public:
    static NetworkState *GetInstance()
    {
   
        if (m_instance == nullptr)
        {
   
            m_instance = new CloseState();
        }
        return m_instance;
    }

    void Operation1()
    {
   
        // ********
        pNext = CloseState::GetInstance();
    }

    void Operation2()
    {
   
        // ********
        pNext = ConnectState::GetInstance();
    }

    void Operation3()
    {
   
        // ********
        pNext = WaitState::GetInstance();
    }


};


class NetworkProcesor
{
   
    NetworkState* pstate; // 传入状态对象

public:
    NetworkProcesor(NetworkState* pstate)
    {
   
        this->pstate = pstate;
    }

    void Operation1(   )
    {
   
        pstate->Operation1();
        pstate = pstate->pNext;
    }

    void Operation2(   )
    {
   
        pstate->Operation2();
        pstate = pstate->pNext;
    }

    void Operation3(   )
    {
   
        pstate->Operation3();
        pstate = pstate->pNext;
    }
};

三、类图

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子类对象中，再对象切换的过程时，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和状态转换之间的解耦；

如果State对象没有实例变量，那么各个上下文可以公用一个state对象来节省开销；