状态模式——C++实现

1. 概述

　　当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

2. 解决的问题

　　主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同的一系列类当中，可以把复杂的逻辑判断简单化。

3. 模式中的角色

3.1 上下文环境（Context）：它定义了客户程序需要的接口并维护一个具体状态角色的实例，将与状态相关的操作委托给当前的ConcreteState对象来处理。

3.2 抽象状态（State）：定义一个接口以封装使用上下文环境的的一个特定状态相关的行为。

3.3 具体状态（Concrete State）：实现抽象状态定义的接口。

4.模式解读
4.1 状态模式的类图



5.
模式总结

5.1 优点

5.1.1 状态模式将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来。

5.1.2 所有状态相关的代码都存在于某个ConcereteState中，所以通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换。

5.1.3 状态模式通过把各种状态转移逻辑分不到State的子类之间，来减少相互间的依赖。

5.2 缺点

5.2.1 导致较多的ConcreteState子类

5.3 适用场景

5.3.1 当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时，就可以考虑使用状态模式来。

5.3.2 一个操作中含有庞大的分支结构，并且这些分支决定于对象的状态。

6.应用举例：电灯有两个状态，开（亮）与关（不亮），下面就用状态模式来实现对电灯的控制。

6.1类图



LightState.h

#pragma once
class Light;
class LightState
{
public:
virtual void PressSwitch(Light* lit)=0;
};
Light.h

#pragma once
class Light
{
private :
LightState* state;
public :
Light(LightState* state)
{
this->state = state;
}
void PressSwitch()
{
state->PressSwitch(this);
}

void setState(LightState* state)
{
this->state = state;
}
};
On.h

#pragma once
#include"LightState.h"
#include "Light.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class Off;
class On :public LightState
{
public:
On();
~On(void);
virtual void PressSwitch(Light* light);
};
On.cpp
#include "On.h"
#include "Off.h"

On::On()
{
}

On::~On(void)
{
}
void On::PressSwitch(Light* light)
{
cout<<"Turn off the light."<<endl;
light->setState(new Off());
}Off.h

#pragma once
#include"LightState.h"
#include"Light.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class On;
class Off : public LightState
{
public:
Off();
~Off(void);
virtual void PressSwitch(Light* light);
};

Off.cpp
#include "Off.h"
#include"On.h"
Off::Off()
{
}

Off::~Off(void)
{
}
void Off::PressSwitch(Light* light)
{
cout<<"Turn on the light."<<endl;
light->setState(new On());
}

main.cpp
#include"Off.h"
#include"On.h"
#include"Light.h"
int main()
{
// 初始化电灯，原始状态为关
Off* off=new Off();
Light* light = new Light(off);

// 第一次按下开关，打开电灯
light->PressSwitch();

// 第二次按下开关，关闭电灯
light->PressSwitch();

// 第三次按下开关，打开电灯
light->PressSwitch();
return 0;
}