15.状态模式（State）

UML

意图：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，使得对象看起来好像修改了它的类型一样。

Context：定义客户感兴趣的接口；
维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前的状态。
State：定义一个接口来封装Context的与特定状态相关的行为。
ConcreteState：每个ConcreteState实现一个与Context的一个状态相关的行为。

状态模式是用途非常广泛的模式，所有使用到有限状态机（FSM）的地方都可以使用该模式。当然，如果不使用状态模式的话，switch/case语句也可以胜任简单的状态机，但对于大型的状态机具有大量的状态和事件，维护冗长、嵌套的switch/case语句是非常困难和容易出错的，而且switch/case语句通常都没有很好地分离状态机的逻辑和要执行的操作。另外一种选择状态转移表（WIS20中采用），它更容易维护，如果要增加新的状态转移，只要向表中增加一行就可以了，而且可以在运行时动态改变状态机的逻辑，还可以创建多个不同的状态转移表，在运行时动态地选择解释执行哪一个，但缺点是要编写大量的代码去支持状态转移表，而且需要查询和解释执行，速度较慢

状态模式是最灵活、最高效的选择，因为它彻底分离了状态机的逻辑和动作行为，二者可以独立变化、互不影响，而且容易扩展，同时效率很高。当然，它也有缺点，就是编写State的派生类是一项乏味的工作，同时状态逻辑分散，无法在一个地方看到整个状态机的逻辑。为了克服这两个缺点，可以用一个文本描述状态转移表，然后用适当的Software Factory工具把它变成状态模式所必需的类的代码。

GUI是典型的状态应用。哪些菜单项和按钮是Disabled，哪个窗口应该激活，焦点应放在哪里，等等，都和状态有关。如果不把这些要素组织成为一个单一的、集中的状态机控制结构，那将是一场噩梦。

代码

#include 
#include 
using namespace std;
 
 
class State;
class ConcreteStateA;
class ConcreteStateB;
 
class Context
{
public:
    State *state;
    Context(State *_state):state(_state){}
    void Request();
};
 
class State
{
public:
    string name;
    virtual void Handle(Context *c) = 0;
    virtual ~State(){
        cout << "delete :" << this->name << endl;
    };
};
 
class ConcreteStateA:public State
{
public:
    ConcreteStateA(){
        name = "状态A";
    }
    virtual void Handle(Context *c);
};
 
class ConcreteStateB:public State
{
public:
    ConcreteStateB(){
        name = "状态B";
    }
    virtual void Handle(Context *c);
};
void ConcreteStateA::Handle(Context *c){
    delete c->state;
    c->state = new ConcreteStateB();
}
void ConcreteStateB::Handle(Context *c){
    delete c->state;
    c->state = new ConcreteStateA();
}
void Context::Request(){
    cout << "当前状态:" << state->name << endl;
    this->state->Handle(this);
    cout << "切换后状态:" << state->name << endl << endl;
}
int main(void)
{
    Context *c = new Context(new ConcreteStateA());
    c->Request();
    c->Request();
    c->Request();
    c->Request();
    return 0;
}

运行结果

当前状态:状态A
delete :状态A
切换后状态:状态B
 
当前状态:状态B
delete :状态B
切换后状态:状态A
 
当前状态:状态A
delete :状态A
切换后状态:状态B
 
当前状态:状态B
delete :状态B
切换后状态:状态A

参考：https://lkmao.blog.csdn.net/article/details/129017715