设计模式C++描述----16.状态(State)模式

一. 举例

一般汽车发动机工作时有四种状态，吸气、压缩、做功和排气。

在运行时，不同的状态会有不同的行为，当前的状态机在适当的时候会过渡到下一状态。

其实用户在使用时根本不知道当前的状态，也无需知道当前的状态。用户只需要给发动机一个初始状态，最后得到一个停止状态就行了。

结构图如下：

代码如下：

1. //状态
2. class State
3. {
4. public:
5. virtual void Operation(Work *work) {}
6. };
7. //工作
8. class Work
9. {
10. private:
11. State *m_state;  //目前状态
12. int m_step;      //步骤
13. public:
14. Work(State *state): m_state(state), m_step(0)
15. {}
16. ~Work()
17. {
18. delete m_state;
19. }
20. int GetStep()
21. {
22. return m_step;
23. }
24. void SetStep(int step)
25. {
26. m_step = step;
27. }
28. void SetState(State *state)
29. {
30. delete m_state;
31. m_state = state;
32. }
33. void Operation()
34. {
35. m_state->Operation(this);
36. }
37. };
38. //排气状态
39. class ExhaustState: public State
40. {
41. public:
42. void Operation(Work *work)  //排气操作
43. {
44. if(work->GetStep() == 4)
45. {
46. cout<<"Step : "<<work->GetStep()<<"排气操作"<<endl;
47. }
48. }
49. };
50. //做功状态
51. class ActState: public State
52. {
53. public:
54. void Operation(Work *work) //做功操作
55. {
56. if(work->GetStep() == 3)
57. {
58. cout<<"Step : "<<work->GetStep()<<"做功操作"<<endl;
59. }
60. else
61. {
62. work->SetState(new ExhaustState());
63. work->Operation();
64. }
65. }
66. };
67. //压缩状态
68. class CompressState: public State
69. {
70. public:
71. void Operation(Work *work) //压缩操作
72. {
73. if(work->GetStep() == 2)
74. {
75. cout<<"Step : "<<work->GetStep()<<"压缩操作"<<endl;
76. }
77. else
78. {
79. work->SetState(new ActState());
80. work->Operation();
81. }
82. }
83. };
84. //吸气状态
85. class InhaleState: public State
86. {
87. public:
88. void Operation(Work *work) //吸气操作
89. {
90. if(work->GetStep() == 1)
91. {
92. cout<<"Step : "<<work->GetStep()<<"吸气操作"<<endl;
93. }
94. else
95. {
96. State *p = new CompressState();
97. work->SetState(p);
98. work->Operation();
99. }
100. }
101. };
102. //测试代码
103. int main()
104. {
105. State* st = new InhaleState(); //初始状态
106. Work *work = new Work(st);
107. for(int i = 1; i < 5; ++i)
108. {
109. work->SetStep(i);
110. work->Operation(); //操作
111. }
112. delete work;
113. return 0;
114. }

二. 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。对象看起来似乎修改了它的类。

结构图：

使用范围：

（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。(上面的例子就是这种情况)

（2）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。