设计模式 笔记 状态模式 State

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//State  状态模式----对象行为型模式

/*

1:意图：

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。

2:别名：

状态对象(Objects for States)

3:动机：

4:使用性：

1>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。

2>一个操作中含有庞大的多分支条件语句，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。

5:结构：

Context：

state---------------------------------->State:

Request()                               Handle()

{state->Handle()}                          |

----------------------

|                     |

ConcreteStateA:     ConcreteStateB:

Handle()            Handle()

6:参与者：

1>Context：

1)定义客户感兴趣的接口。

2)维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前状态。

2>State：

定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

3>ConcreteState：

每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。

7:协作：

1>Context将与状态相关的请求委托给当前的ConcreteState对象处理。

2>Context可将自身作为一个参数传递给处理该请求的状态对象。这使得状态对象在必要时可访问Context

3>Context是客户使用的主要接口。客户可用状态对象来配置一个Context，一旦一个Context配置完毕，

它的客户不再需要直接与状态对象打交道。

4>Context或ConcreteState子类都可决定哪个状态是另外哪一个的后继者，以及是在何种条件下进行状态转换。

8:效果：

1>它将与特定状态相关的行为局部话，并且将不用状态的行为分割开来：

把一些需要使用大量case的语句分割到不同的状态子类中去，能使结构看起来更加清晰，同时能很容易增加

和转换一个状态。

2>使得状态转换显式化：

在Context看来，状态转换是原子的－－只需要重新绑定一个State变量。这样可以保证内部状态一致。

3>State对象可被共享：

如果State对象没有实例变量，就可被很容易共享，因为这样他们只有外部状态，而没有内部状态。

9:实现：

1>谁定义状态转换：

1)Context来进行转换：这需要转换是遵循固定准则的。

2)State自身指定后继者状态，以及何时转换：这样更佳灵活，但是State子类就必须拥有其他子类的信息

这样就产生了依赖，也就是耦合变大。

2>创建和销毁State对象：

1)仅当需要State对象时才创建它们并随后销毁它们

2)提前创建它们并且始终不销毁它们。

也就是空间和时间的对抗，第一种方法注重空间的利用，第二种方法看重时间的重要性。

10:代码示例：                                                                    */

//说明这两个是类

class TCPOctetStream;

class TCPState;

//Context：定义了接口

class TCPConnection

{

public:

TCPConnection();

void ActiveOpen();

void PassiveOpen();

void Close();

void Send();

void Acknowledge();

void Synchronize();

void ProcessOctet(TCPOctetStream*);

private:

//设置为友元类才能使用ChanggeState接口。

friend class TCPState;

void ChangeState(TCPState*);

private:

TCPState* _state;

};

//abstract State：定义接口，以及实现默认操作

class TCPState

{

virtual void Transmit(TCPConnection*, TCPOctetStream*);

virtual void ActiveOpen(TCPConnection*);

virtual void PassiveOpen(TCPConnection*);

virtual void Close(TCPConnection*);

virtual void Send(TCPConnection*);

virtual void Acknowledge(TCPConnection*);

virtual void Synchronize(TCPConnection*);

protected:

void ChangeState(TCPConnection*, TCPState*);

};

//初始化为关闭状态

TCPConnection::TCPConnection()

{

_state = TCPClosed::Instance();

}

//设置状态

void TCPConnection::ChangeState(TCPState*)

{

_state = s;

}

//所有调用都转到状态对象去调用的

void TCPConnection::ActiveOpen()

{

_state->ActiveOpen(this);

}

void TCPConnection::PassiveOpen()

{

_state->PassiveOpen(this);

}

void TCPConnection::Close()

{

_state->Close(this);

}

void TCPConnection::Send()

{

_state->Send(this);

}

void TCPConnection::Acknowledge()

{

_state->Acknowledge(this);

}

void TCPConnection::Synchronize()

{

_state->Synchronize(this);

}

//定义默认实现

void TCPState::Transmit(TCPConnection*, TCPOctetStream*) {}

void TCPState::ActiveOpen(TCPConnection*){}

void TCPState::PassiveOpen(TCPConnection*){}

void TCPState::Close(TCPConnection*){}

void TCPState::Send(TCPConnection*){}

void TCPState::Acknowledge(TCPConnection*){}

void TCPState::Synchronize(TCPConnection*){}

void TCPState::ChangeState(TCPConnection*, TCPState* s)

{

t->ChangeState(s);

}

//ConcreteState：这三个都适用单例模式实现

class TCPEstablished :
public TCPState

{

public:

static TCPState* Instance();

virtual void Transmit(TCPConnection*, TCPOctetStream*);

virtual void Close(TCPConnection*);

};

//ConcreteState：

class TCPListen :
public TCPState

{

public:

static TCPState* Instance();

virtual void Send(TCPConnection*);

//...

};

//ConcreteState：

class TCPClosed :
public TCPState

{

static TCPState* Instance();

virtual void ActiveOpen(TCPConnection*);

virtual void PassiveOpen(TCPConnection*);

};

//通过接受到的参数，实现一些具体操作，并且使用这个参数来转换状态

void TCPClosed::ActiveOpen(TCPConnection* t)

{

//send SYN, reveive SYN,ACK,etc.这就是具体要做的事。

ChangeState(t,TCPEstablished::Instance());

}

void TCPClosed::PassiveOpen(TCPConnection* t)

{

ChangeState(t, TCPListen::Instance());

}

void TCPEstablished::Close(TCPConnection* t)

{

//send FIN,reveive ACK of FIN

ChangeState(t, TCPListen::Instance());

}

void TCPEstablished::Transmit(TCPConnection* t, TCPOctetStream* o)

{

t->ProcessOctet(o);

}

void TCPListen::Send(TCPConnection* t)

{

//send SYN, receive SYN, ACK etc

ChangeState(t, TCPEstablished::Instance());

}