实例讲解C++设计模式编程中State状态模式的运用场景

State模式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。

在面向对象系统的开发和设计过程，经常会遇到一种情况就是需求变更（Requirement Changing），经常我们做好的一个设计、实现了一个系统原型，咱们的客户又会有了新的需求。我们又因此不得不去修改已有的设计，最常见就是解决方案就是给已经设计、实现好的类添加新的方法去实现客户新的需求，这样就陷入了设计变更的梦魇：不停地打补丁，其带来的后果就是设计根本就不可能封闭、编译永远都是整个系统代码。

访问者模式则提供了一种解决方案：将更新（变更）封装到一个类中（访问操作），并由待更改类提供一个接收接口，则可达到效果。

结构图：

实例：
context.h

#ifndef _CONTEXT_H_
#define _CONTEXT_H_
class State;

class Context{
  public:
  Context();
  Context(State* state);
  ~Context();
  void Handle();
  void OperationForStateA();
  void OperationForStateB();
  protected:
  private:
  friend class State; //表明在 State 类中可以访问
  Context 类的 private 字段，重要是访问 ChangeState
  void ChangeState(State* state);
  private:
  State* _state;
};
#endif //~_CONTEXT_H_

context.cpp

#include "Context.h"
#include "State.h"
#include 
using namespace std;
Context::Context(){
}
Context::Context(State* state){
  this->_state = state;
}
Context::~Context(){
  delete _state;
}
void Context::Handle(){
  _state->Handle(this);
}
void Context::ChangeState(State* state){
  ///_state->ChangeState(this,state);
  this->_state = state;
}
void Context::OperationForStateA(){
  cout<<"Do operation in State A ";
}
void Context::OperationForStateB(){
  cout<<"Do operation in State B ";
}

state.h

#ifndef _STATE_H_
#define _STATE_H_
class Context; //前置声明
class State{
  public:
  State();
  virtual ~State();
  virtual void Handle(Context* con) = 0;
  protected:
  void ChangeState(Context* con,State* st);
  private:
  //bool ChangeState(Context* con,State* st);
};
class ConcreteStateA:public State{
  public:
  ConcreteStateA();
  virtual ~ConcreteStateA();
  void Handle(Context* con);
  protected:
  private:
};
class ConcreteStateB:public State{
  public:
  ConcreteStateB();
  virtual ~ConcreteStateB();
  void Handle(Context* con);
  protected:
  private:
};
#endif //~_STATE_H_

State.cpp

#include "State.h"
#include "Context.h"
#include 
using namespace std;
State::State(){
}
State::~State(){
}
void State::ChangeState(Context* con,State* st){
  con->ChangeState(st);
}
///
ConcreteStateA::ConcreteStateA(){
}
ConcreteStateA::~ConcreteStateA(){
}
void ConcreteStateA::Handle(Context* con){
  con->OperationForStateA();
  cout<<":: State change from A to B"<OperationForStateB();
  cout<<":: State change from B to A"<



main.cpp



#include "Context.h"
#include "State.h"
#include 
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]){
  State* st = new ConcreteStateA();
  Context* con = new Context(st);
  con->Handle();
  con->Handle();
  con->Handle();
  if (con != NULL)
    delete con;
  if (st != NULL)
    st = NULL;
  return 0;
}


可以看到在测试程序中，三次调用 con->Handle()，因为 con 状态的不同，可以得到以下的输出：



Do operation in State A :: State change from A to B
Do operation in State B :: State change from B to A
Do operation in State A :: State change from A to B


适用性
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。
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。S t a t e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他对象而独立变化。