State - 状态模式

定义​

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。

案例

比如一个表示网络连接的类TCPConnection，它有不同的状态：连接已建立（Established），正在监听（Listening），连接已关闭（Closed）。当这个TCPConnection收到其他对象请求时，根据自身不同状态做出不同的响应。使用State模式处理这类问题的时候，引入一个TCPState类，它提供了所有正对TCPConnection不同状态操作的一个公共接口。

TCPConnection提供了一个传送数据的接口并处理改变状态的请求：

Class TCPConnection
{
public:
    TCPConnection();
    void activeOPen();
    void passiveOpen();
    void close();
    void send();
protected:
    friend class TCPState;
    void changeState(TCPState* state);
private:
    TCPState* m_state;
};
TCPConnection::TCPConnection()
{
    m_state = TCPClosed::instance();
}
void TCPConnection::activeOpen()
{
    m_state->activeOpen();
}
void TCPConnection::passiveOpen()
{
    m_state->passiveOpen();
}
void TCPConnection::close()
{
    m_state->close();
}
void TCPConnection::send()
{
    m_state->send();
}
void changeState(TCPState* state)
{
    m_state = state;
}

每一个TCPState操作都以一个TCPConnection实例作为参数，从而可以访问TCPConnection的数据和改变状态：

class TCPState
{
public:
    virutal void activeOPen(TCPConnection*);
    virtual void passiveOpen(TCPConnection*)
    virtual void close(TCPConnection*);
    virtual void send(TCPConnection*);
protected:
    void changeState(TCPConnection*, TCPState*);
};

class TCPEStablished : public TCPState
{
public:
    static TCPState* instance();
    virtual void close(TCPConnection* t)
    {
        changeState(t, TCPConnection::instance());
    }
};

class TCPListen : public TCPState
{
public:
    static TCPListen* instance();
    vritual void send(TCPConnection* t)
    {
        // send SYN, receive SYN, ACK, ect. 
        changeState(t, TCPEStabiished::instance());
    }
};

class TCPClosed : public TCPState
{
public:
    virtual void activeOpen(TCPConnection* t)
    {
        // send SYN, receive SYN, ACK, ect.
        changeState(t, TCPEStablished::instance());
    }
    virtual void passiveOpen(TCPConnection* t)
    {
        // send FIN, receive ACK of FIN.
        changeState(t, TCPListen::instance());
    }
};

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，并且这些分支依赖与该对象的状态。