【设计模式】 状态模式

1、定义

1.1 标准定义

　　其定义如下：
　　Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class.（当一个对象内在状态改变时允许其改变行为， 这个对象看起来像改变了其类。）

　　状态模式的核心是封装， 状态的变更引起了行为的变更， 从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。

1.2 通用类图

　　● State——抽象状态角色
　　接口或抽象类， 负责对象状态定义， 并且封装环境角色以实现状态切换。

　　● ConcreteState——具体状态角色
　　每一个具体状态必须完成两个职责： 本状态的行为管理以及趋向状态处理， 通俗地说，就是本状态下要做的事情， 以及本状态如何过渡到其他状态。

　　● Context——环境角色
　　定义客户端需要的接口， 并且负责具体状态的切换。

2、实现

2.1 类图

　　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。

2.2 代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Context;

class State
{
public:
　　　// 状态处理，此处可以选择是否切换到其他状态
     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;
}

3、总结

3.1 优点

　　● 结构清晰
　　避免了过多的switch...case或者if...else语句的使用， 避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。

　　● 遵循设计原则
　　很好地体现了开闭原则和单一职责原则， 每个状态都是一个子类， 你要增加状态就要增加子类， 你要修改状态， 你只修改一个子类就可以了。

　　● 封装性非常好
　　这也是状态模式的基本要求， 状态变换放置到类的内部来实现， 外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。

3.2 缺点

　　状态模式既然有优点， 那当然有缺点了。 但只有一个缺点， 子类会太多， 也就是类膨胀。 

3.3 使用场景

　　● 行为随状态改变而改变的场景
　　这也是状态模式的根本出发点， 例如权限设计， 人员的状态不同即使执行相同的行为结果也会不同， 在这种情况下需要考虑使用状态模式。

　　● 条件、 分支判断语句的替代者
　　在程序中大量使用switch语句或者if判断语句会导致程序结构不清晰， 逻辑混乱， 使用状态模式可以很好地避免这一问题， 它通过扩展子类实现了条件的判断处理。

3.4 注意事项

　　状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时， 它的行为也随着发生比较大的变化， 也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式， 而且使用时对象的状态最好不要超过5个。