「设计模式笔记」状态模式

前言

本文的知识都出自于『Head First 设计模式』这本书中，
这里只是做一个概括，等后来忘记了拿来复习。
你可以也将本文作为复习参考，
不过要学的话，建议还是去看原书吧。
看这本书不一定非要会Java，我就是用C++实现的。

定义

状态模式（State Pattern）允许对象在内部状态改变时改变他的行为，
由于状态模式完全改变对象行为，对象看起来就像修改了它的类。

如果不用状态模式，对象将使用变量或者枚举变量来存储当前状态，
然后执行行为时，就要用一堆if else来判断当前是什么状态。
这样一来，当状态需要增加修改删除时，就会非常麻烦，一堆if else能把你看晕。

经典的状态模式将状态封装成类，实现统一接口。
接口将规定状态将要执行什么行为，
当前状态的行为会导致对象的当前状态的改变。

对了，我曾经也见到过其他的状态模式，较经典状态模式有较大改变：
Finite State Machine in Unity

下面是经典状态模式的UML类图：

是不是很像策略模式？
不过，策略模式只是在你需要使用函数时提供具体函数，
那么你就要在Context类使用策略时，
主动选择使用那个策略。
而状态模式是自行通过行为改变状态，
并根据状态提供当前的行为。

状态模式对"开闭原则"的支持不太好，
对于可以切换状态的状态模式，
增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的代码，
而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

UML示例

猪这种动物一般吃了睡睡了吃，
所以猪只有两种状态。
猪吃完之后，就会想睡，睡醒之后，就会想吃，
这就构成了状态的切换。

代码示例

State.h：

#pragma once
#include 
//C++是先编译后链接，要是两个头文件互相include，会出现循环引用，所以在其中一个类里不包含另一个类的头文件，而是用Class先声明。
//在用到另一个类内容的.cpp文件中再include它的头文件。
class Pig;
class State
{
protected:
	Pig* AimPig = nullptr;
public:
	State(Pig* aimPig);
	virtual void Handle() = 0;
};
class Eating :
	public State
{
public:
	Eating(Pig* aimPig) :State(aimPig) {}
	virtual void Handle() override;
};
class Sleeping :
	public State
{
public:
	Sleeping(Pig* aimPig) :State(aimPig) {}
	virtual void Handle() override;
};

Pig.h：

#pragma once
#include "State.h"
class Pig
{
private:
	State* EatingState;
	State* SleepingState;
	State* CurrentState;
public:
	Pig();
	~Pig();
	void Action();
	void SetState(State* state);
	State* GetEatingState();
	State* GetSleepingState();
};

Pig.cpp：

#include "Pig.h"
Pig::Pig()
{
	EatingState = new Eating(this);
	SleepingState = new Sleeping(this);
	CurrentState = EatingState;
}
Pig::~Pig()
{
	delete EatingState;
	delete SleepingState;
}
void Pig::Action()
{
	CurrentState->Handle();
}
void Pig::SetState(State* state)
{
	CurrentState = state;
}
State* Pig::GetEatingState()
{
	return EatingState;
}
State* Pig::GetSleepingState()
{
	return SleepingState;
}

State.cpp：

#include "State.h"
#include "Pig.h"
State::State(Pig* aimPig)
{
	AimPig = aimPig;
}
void Eating::Handle()
{
	std::cout << "I`m eating..." << std::endl;
	AimPig->SetState(AimPig->GetSleepingState());
}
void Sleeping::Handle()
{
	std::cout << "shushhhhhhhhhhhh..." << std::endl;
	AimPig->SetState(AimPig->GetEatingState());
}

Main.cpp：

#include 
#include "Pig.h"
#include "State.h"
int main()
{
	Pig pig;
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
	pig.Action();
}