解析C++編程中如何使用設計模式中的狀態(tài)模式結構

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

作用：當一個對象的內在狀態(tài)改變時允許改變其行為，這個對象看起來像是改變了其類。

UML圖如下：

State類，抽象狀態(tài)類，定義一個接口以封裝與Context的一個特定狀態(tài)相關的行為。
ConcreteState類，具體狀態(tài)，每一個子類實現(xiàn)一個與Context的一個狀態(tài)相關的行為。
Context類，維護一個ConcreteState子類的實例，這個實例定義當前的狀態(tài)。

狀態(tài)模式主要解決的是當控制一個對象狀態(tài)轉換的條件表達式過于復雜時的情況。把狀態(tài)的判斷邏輯轉移到表示不同狀態(tài)的一系列類當中，可以把復雜的判斷邏輯簡化。

狀態(tài)模式的好處是將與特定狀態(tài)相關的行為局部化，并且將不同狀態(tài)的行為分割開來。

將特定的狀態(tài)相關的行為都放入一個對象中，由于所有與狀態(tài)相關的代碼都存在于某個ConcreteState中，所以通過定義新的子類可以很容易地增加新的狀態(tài)和轉換。

可以消除龐大的條件分支語句。狀態(tài)模式通過把各種狀態(tài)轉移邏輯分布到State的子類之間，來減少相互間的依賴。

當一個對象的行為取決于它的狀態(tài)，并且它必須在運行時刻根據(jù)狀態(tài)改變它的行為時，就可以考慮使用狀態(tài)模式。
另外如果業(yè)務需求某項業(yè)務有多個狀態(tài)，通常都是一些枚舉常量，狀態(tài)的變化都是依靠大量的多分支判斷語句來實現(xiàn)，此時應該考慮將每一種業(yè)務狀態(tài)定義為一個State的子類。這樣這些對象就可以不依賴于其他對象兒獨立變化了。

實例代碼如下：

State.h#ifndef _STATE_H_

#define _STATE_H_

class Context;
class State
{
public:
  virtual void Handle(Context* pContext)=0;
  ~State();
protected:
  State();
private:
};

class ConcreteStateA : public State
{
public:
  ConcreteStateA();
  ~ConcreteStateA();
  virtual void Handle(Context* pContext);
protected:
private:
};

class ConcreteStateB : public State
{
public:
  ConcreteStateB();
  ~ConcreteStateB();
  virtual void Handle(Context* pContext);
protected:
private:
};

class ConcreteStateC : public State
{
public:
  ConcreteStateC();
  ~ConcreteStateC();
  virtual void Handle(Context* pContext);
protected:
private:
};

class Context
{
public:
  Context(State* pState);
  ~Context();
  void Request();
  void ChangeState(State* pState);
protected:
private:
  State* _state;
};


#endif

State.cpp

#include "State.h"
#include <iostream>

using namespace std;

State::State()
{}

State::~State()
{}

ConcreteStateA::ConcreteStateA()
{}

ConcreteStateA::~ConcreteStateA()
{}

//執(zhí)行該狀態(tài)的行為并改變狀態(tài)
void ConcreteStateA::Handle(Context* pContext)
{
  cout << "ConcreteStateA" << endl;
  pContext->ChangeState(new ConcreteStateB());
}

ConcreteStateB::ConcreteStateB()
{}

ConcreteStateB::~ConcreteStateB()
{}

//執(zhí)行該狀態(tài)的行為并改變狀態(tài)
void ConcreteStateB::Handle(Context* pContext)
{
  cout << "ConcreteStateB" << endl;
  pContext->ChangeState(new ConcreteStateC());
}

ConcreteStateC::ConcreteStateC()
{}

ConcreteStateC::~ConcreteStateC()
{}

//執(zhí)行該狀態(tài)的行為并改變狀態(tài)
void ConcreteStateC::Handle(Context* pContext)
{
  cout << "ConcreteStateC" << endl;
  pContext->ChangeState(new ConcreteStateA());
}

//定義_state的初始狀態(tài)
Context::Context(State* pState)
{
  this->_state = pState;
}

Context::~Context()
{}

//對請求做處理，并設置下一狀態(tài)
void Context::Request()
{
  if(NULL != this->_state)
  {
    this->_state->Handle(this);
  }
}

//改變狀態(tài)
void Context::ChangeState(State* pState)
{
  this->_state = pState;
}

main.cpp
#include "State.h"

int main()
{
  State* pState = new ConcreteStateA();
  Context* pContext = new Context(pState);
  pContext->Request();
  pContext->Request();
  pContext->Request();
  pContext->Request();
  pContext->Request();
  return 0;
}

總結

對于狀態(tài)模式，很多情況下和策略模式看起來極為相似。實際上它們都是為了解決具體子類實現(xiàn)抽象接口的實現(xiàn)異構問題而存在的（封裝變化），但是它們的側重各不相同。而針對算法的異構問題，模板方法模式通過繼承的方式來改變一部分算法實現(xiàn)（原子操作在不同具體子類中可以有不同實現(xiàn)），策略模式則通過組合的方式來改變整個算法（可動態(tài)替換），而狀態(tài)模式則強調的是針對不同的狀態(tài)對象可以有不同的響應。因此狀態(tài)模式實際上強調的狀態(tài)的概念，并且強調對狀態(tài)轉換的邏輯封裝，即對象可能處于不同的狀態(tài)下，而各個狀態(tài)在響應了該狀態(tài)的實現(xiàn)后可能會動態(tài)轉到另一個狀態(tài)，而這個轉變我們不希望 Context 的參與（Context 不必維護這個轉換）。狀態(tài)機在編譯原理的 DFA/NDFA 中很常見，針對一個輸入字符和已有串，DFA/NDFA 可能會轉換到另外一個狀態(tài)。

因此對于狀態(tài)模式有以下幾個關鍵點：

1. 狀態(tài)模式會處理算法的不同，但是更加關注的是狀態(tài)的改變。并且對于狀態(tài)的轉變邏輯一般會放在 State 子類中實現(xiàn)。而對于不同狀態(tài)的處理則可以放在 Context 類中，State 子類保存一個指向 Context 的引用（實際上往往傳遞一個指向 Context 的指針即可，而不必在 State 子類真正保存一個引用），以調用這些實現(xiàn)。當然放在 State 子類中實現(xiàn)也無可厚非，不過為了突出重點，使用前一種方式實現(xiàn)更能說明問題。當然在實際開發(fā)中，完全可以不受這個制約。

2.在具體實現(xiàn)過程中，對狀態(tài)的改變我們會在 Context 類中實現(xiàn)（因為Context 才有 State 的概念），而在 State 子類中的狀態(tài)轉變邏輯實現(xiàn)則通過調用這個實現(xiàn)來達到目的。當然為了不讓這個改變狀態(tài)的接口暴露給普通客戶程序員，我們將 Context 中這個接口聲明為 private，而在將State 類聲明為 Context 的 friend 類，并且將 State 子類中狀態(tài)改變邏輯實現(xiàn)聲明為 Protected，不讓普通客戶程序員調用。具體請參考示例代碼部分。

上一篇：C++中delete和delete[]的區(qū)別

欄目：C語言

下一篇：C++程序中使用Windows系統(tǒng)Native Wifi API的基本教程

本文標題：解析C++編程中如何使用設計模式中的狀態(tài)模式結構

本文地址：http://mengdiqiu.com.cn/a1/Cyuyan/2413.html

更多C語言

欧美大屁股bbbbxxxx,狼人大香伊蕉国产www亚洲,男ji大巴进入女人的视频小说,男人把ji大巴放进女人免费视频,免费情侣作爱视频

C語言

解析C++編程中如何使用設計模式中的狀態(tài)模式結構

您可能感興趣的文章

閱讀排行

本欄相關

隨機閱讀