文章目录

• 前言
• 1. 状态模式的理解
• 2. 状态模式的C++实现
• 总结
• 参考

前言

今天复习了状态模式，感觉平常可能用的会比较多（解决多分支问题），这里分享给大家。

1. 状态模式的理解

状态模式，就是把所有的状态抽象成一个个具体的类，然后继承一个抽象状态类，在每一个状态类内封装对应状态的行为，符合开放封闭原则，当增加新的状态或减少状态时，只需修改关联的类即可。很适合多分支行为方法的处理，这里的多分支，当然是状态比较多的情况下，如果只有小于4个状态，个人认为还是分支处理简单些。

状态模式正规的定义与类图（引用《大话设计模式》）如下所示：

2. 状态模式的C++实现

这里以一天工作中的工作状态为例实现状态模式。
工作状态的类图结构（引用《大话设计模式》）如下所示：

C++代码实现如下：

#include <iostream>
#include <memory>

//*********************State Pattern*******************
class Work;

//抽象状态类
class State
{
public:
	virtual void WriteProgram(Work* ptrWork) = 0;
};

//工作类
class Work
{
private:
	std::shared_ptr<State> smartState;
	double hour;
	bool finish;

public:
	Work() : hour(0), finish(false), smartState(NULL) {}

	void SetHour(const double h)
	{
		hour = h;
	}

	double GetHour() const
	{
		return hour;
	}

	void SetFinish(bool bFinish)
	{
		finish = bFinish;
	}

	bool GetFinish() const
	{
		return finish;
	}

	void SetState(std::shared_ptr<State> pState)
	{
		smartState = pState;
	}

	std::shared_ptr<State> GetState() const
	{
		return smartState;
	}

	void WriteProgram()
	{
		smartState->WriteProgram(this);
	}

};

//睡眠状态
class SleepingState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 撑不住了，睡觉吧！" << std::endl;
	}
};

//下班休息状态
class RestState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 下班回家了！" << std::endl;
	}
};

//傍晚工作状态
class EveningState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		if (ptrWork->GetFinish())
		{
			ptrWork->SetState(std::make_shared<RestState>());
			ptrWork->WriteProgram();
			return;
		}

		if (ptrWork->GetHour() < 21)
		{
			std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 加班吆，疲惫啊！" << std::endl;
		}
		else
		{//超过21点，转换到睡眠状态
			ptrWork->SetState(std::make_shared<SleepingState>());
			ptrWork->WriteProgram();
		}
	}
};

//下午工作状态
class AfternoonState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		if (ptrWork->GetHour() < 17)
		{
			std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 下午状态还不错，继续努力！" << std::endl;
		}
		else
		{//超过17点，转换傍晚工作状态
			ptrWork->SetState(std::make_shared<EveningState>());
			ptrWork->WriteProgram();
		}
	}
};

//中午工作状态
class NoonState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		if (ptrWork->GetHour() < 13)
		{
			std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 饿了，午饭，犯困，午休！" << std::endl;
		}
		else
		{//超过13点，转换下午工作状态
			ptrWork->SetState(std::make_shared<AfternoonState>());
			ptrWork->WriteProgram();
		}
	}
};

//上午工作状态类
class ForenoonState : public State
{
public:
	void WriteProgram(Work* ptrWork)
	{
		if (ptrWork->GetHour() < 12)
		{
			std::cout << "当前时间：" << ptrWork->GetHour() << "点 上午工作，精神百倍！" << std::endl;
		}
		else
		{//超过12点，转换中午工作状态
			ptrWork->SetState(std::make_shared<NoonState>());
			ptrWork->WriteProgram();
		}
	}
};


//************************Test**************************
int main()
{
	std::shared_ptr<Work> work = std::make_shared<Work>();
	work->SetState(std::make_shared<ForenoonState>());

	work->SetHour(9);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(10);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(12);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(13);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(14);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(17);
	work->WriteProgram();

	work->SetFinish(false);
	//work->SetFinish(true);
	//work->WriteProgram();

	work->SetHour(19);
	work->WriteProgram();

	work->SetHour(22);
	work->WriteProgram();

	system("pause");
	return 0;
}

总结

状态模式可以用来解决多分支问题，把复杂的问题简单化，但是对于简单的分支，就没必要使用了。

参考

《大话设计模式》