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状态模式介绍

article 2024/10/24 4:59:11

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为。状态模式主要用于处理对象的行为随着其状态的改变而变化的情况。通过使用状态模式，可以将状态的相关行为封装到对应的状态类中，从而减少复杂的条件语句。

1、概述

状态模式的核心思想是将每个状态定义为一个独立的类，并在这些状态类中实现状态特有的行为。上下文类（Context）持有一个状态对象，负责根据当前状态调用对应的行为。

2、组成部分

Context（上下文）：维护对当前状态的引用，并提供方法以改变状态和执行行为。
State（状态接口）：定义一个接口，声明与上下文相关的状态行为。
ConcreteState（具体状态类）：实现状态接口，封装具体状态的行为。

3、优点

避免复杂的语句：将状态和相关行为封装在状态类中，减少了复杂的条件判断。
提高了可扩展性：可以轻松地添加新的状态类，扩展对象的状态功能。
状态封装：将状态的行为封装在相应的类中，使得对象的行为更加清晰和易于维护。

4、应用场景

游戏中的角色状态（如：“行走”、“跳跃”、“攻击”等）。
订单处理系统中的订单状态（如“待付款”、“已发货”、“已完成”等）。
文本编辑器中的文本状态（如“只读”、“编辑”、“选择”等）。

5、C++代码示例

#include <iostream>
#include <memory>

// 状态接口
class State {
public:
    virtual ~State() {}
    virtual void handle() = 0;
};

// 上下文类
class Context {
public:
    void setState(std::shared_ptr<State> state) {
        currentState = state;
    }

    void request() {
        if (currentState) {
            currentState->handle();
        }
    }

private:
    std::shared_ptr<State> currentState;
};

// 具体状态类 A
class ConcreteStateA : public State {
public:
    void handle() override {
        std::cout << "Handling state A" << std::endl;
    }
};

// 具体状态类 B
class ConcreteStateB : public State {
public:
    void handle() override {
        std::cout << "Handling state B" << std::endl;
    }
};

// 主函数
int main() {
    Context context;

    // 设置状态 A
    context.setState(std::make_shared<ConcreteStateA>());
    context.request();

    // 设置状态 B
    context.setState(std::make_shared<ConcreteStateB>());
    context.request();

    return 0;
}