C++设计模式--状态模式

状态模式（State Pattern）

定义

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可以将该对象恢复到原先的状态       

                     

• State类，抽象状态类，定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。
• ConcreteState类，具体状态，每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。
• Context类，维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前的状态。

常用场景

• 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。State 模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得你可以根据自身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。
   

优缺点

优点：

• 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。
• 可以消除庞大的条件分支语句。状态模式通过把各种状态转移逻辑分布到State的子类之间，来减少相互间的依赖。

缺点：

子类越多会带来类膨胀的问题

C++实现

举例：工作流开发

在软件开发过程中，一个任务（用户故事）都要经过需求、开发、测试、验收等阶段，不同的阶段需要不同的人做相应的事，每个阶段相当于一个状态，此时用状态模式比较合适。

类图：
                

代码：

/*!
*@file    State.h
*@brief   状态模式
*/

#ifndef STATE_H
#define STATE_H

#include <iostream>

// 状态类
class State
{
public:
    State() {}
    virtual ~State() {}
    virtual void Process() = 0; 

};

// 需求
class RequestState : public State
{
public:
    RequestState() {}
    ~RequestState() {}
    void Process()
    {
        std::cout << "需求整理中" << std::endl;
    }
};

// 开发
class DevelopState : public State
{
public:
    DevelopState() {}
    ~DevelopState() {}
    void Process()
    {
        std::cout << "开发中" << std::endl;
    }
};

// 测试
class TestState : public State
{
public:
    TestState() {}
    ~TestState() {}
    void Process()
    {
        std::cout << "测试中" << std::endl;
    }
};

// 验收
class AcceptState : public State
{
public:
    AcceptState() {}
    ~AcceptState() {}
    void Process()
    {
        std::cout << "验收中" << std::endl;
    }
};

// 任务
class UserStory
{
public:
    UserStory(State* state): m_state(state)
    {

    }

    ~UserStory()
    {
        if (m_state) 
        {
            delete m_state;
            m_state = nullptr;
        }
    }

    void SetState(State* state)
    {
        if (m_state)
            delete m_state;
        m_state = state;
    }

    State* GetState()
    {
        return m_state;
    }

    void Process()
    {
        m_state->Process();
    }

private:
    State* m_state;  // 内部状态
};


void StateTest()
{
    UserStory* pUserStory = new UserStory(new RequestState);
    pUserStory->Process();

    pUserStory->SetState(new DevelopState);
    pUserStory->Process();

    pUserStory->SetState(new TestState);
    pUserStory->Process();

    pUserStory->SetState(new AcceptState);
    pUserStory->Process();

    delete pUserStory;
    pUserStory = nullptr;
}

#endif // STATE_H