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轉(zhuǎn)載自：http://patmusing.blog.163.com/blog/static/13583496020101502024824/

也稱為Objects for States模式。

允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變其行為，從而使對(duì)象看起來(lái)似乎修改了類。

“Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.” – GoF

一個(gè)應(yīng)用的行為往往會(huì)根據(jù)其內(nèi)部變量值而表現(xiàn)出很大的不同。比如用Visual Studio開(kāi)發(fā)程序，當(dāng)寫(xiě)了一段程序后，如果點(diǎn)擊保存的按鈕，則所寫(xiě)的程序便保存到了硬盤(pán)上，然后保存按鈕變灰，這時(shí)候程序文件時(shí)saved的狀態(tài)；在這個(gè)狀態(tài)上，如果有加了幾行代碼，那么狀態(tài)就變成unsaved，此時(shí)，保存按鈕又可以點(diǎn)擊。saved和unsaved是程序文件的狀態(tài)，保存這個(gè)動(dòng)作是行為，對(duì)于saved或者unsaved，同樣的保存動(dòng)作有不同的意義，即，如果程序文件時(shí)saved的狀態(tài)，那么點(diǎn)擊保存按鈕，則什么也不做(按鈕式灰色的)；如果程序文件時(shí)unsaved狀態(tài)，點(diǎn)擊保存按鈕，則保存程序文件。這個(gè)案例說(shuō)明，對(duì)象的狀態(tài)和其行為有密切的關(guān)系。

要解決類似上面的問(wèn)題，通常的做法：

1. 設(shè)置一個(gè)狀態(tài)變量

2. 用switch – case或者if – else – if這樣的辦法來(lái)判定對(duì)象的狀態(tài)，然后根據(jù)所得到的狀態(tài)，選擇不同行為

如果增加了一個(gè)狀態(tài)，那么

1. 增加一個(gè)狀態(tài)變量

2. 修改switch – case或者if – else – if語(yǔ)句，這顯然不符合OCP的原則(這里會(huì)增加編譯的時(shí)間成本)，也沒(méi)有把程序變化部分和相對(duì)穩(wěn)定的部分隔離開(kāi)，這會(huì)削弱應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性

State模式就是為了解決上面的問(wèn)題而產(chǎn)生的。即專門(mén)處理當(dāng)對(duì)象處于不同的狀態(tài)時(shí)，將會(huì)有不同的行為這樣的情況。

State模式的UML類圖如下：

考慮一個(gè)門(mén)的狀態(tài)：

說(shuō)明：

如果一個(gè)門(mén)處于Opened狀態(tài)，那么對(duì)其施加close動(dòng)作，就會(huì)使門(mén)的狀態(tài)變成Closed的狀態(tài)；

如果一個(gè)門(mén)處于Opened狀態(tài)，那么對(duì)其施加open動(dòng)作，那么門(mén)的狀態(tài)不會(huì)改變，依舊是Opened的狀態(tài)；

如果一個(gè)門(mén)處于Closed狀態(tài)，那么對(duì)其施加open動(dòng)作，就會(huì)使門(mén)的狀態(tài)變成Opened的狀態(tài)；

如果一個(gè)門(mén)處于Closed狀態(tài)，那么對(duì)其施加close動(dòng)作，那么門(mén)的狀態(tài)不會(huì)改變，依舊是Closed的狀態(tài)；

下面用State模式具體實(shí)現(xiàn)上面業(yè)務(wù)的C++代碼：

// State.h

#include <iostream>

#include <string>

#include <typeinfo>

#include <memory>

using namespace std;

// 前置聲明

class Door;

// 門(mén)的狀態(tài)

class DoorState

{

public:

virtual ~DoorState();

public:

virtual void open(Door* door) = 0; // 開(kāi)門(mén)

virtual void close(Door* door) = 0; // 關(guān)門(mén)

};

// 打開(kāi)狀態(tài)的門(mén)

class DoorOpened : public DoorState

{

public:

~DoorOpened();

public:

void open(Door* door);

void close(Door* door);

};

// 關(guān)閉狀態(tài)的門(mén)

class DoorClosed : public DoorState

{

public:

~DoorClosed();

public:

void open(Door* door);

void close(Door* door);

};

// 門(mén)

class Door

{

private:

auto_ptr<DoorState> door_state; // 門(mén)的狀態(tài)

public:

Door();

~Door();

public:

void open(); // 開(kāi)門(mén)

void close(); // 關(guān)門(mén)

void set_state(auto_ptr<DoorState> door_state); // 設(shè)置門(mén)的狀態(tài)

string get_state(); // 獲取門(mén)的狀態(tài)

};

// State.cpp

#include "State.h"

DoorState::~DoorState()

{

cout << "in the destructor of DoorState..." << endl;

}

DoorOpened::~DoorOpened()

{

cout << "in the destructor of DoorOpened..." << endl;

}

// 如果門(mén)已經(jīng)是打開(kāi)的狀態(tài)，則僅輸出相關(guān)信息

void DoorOpened::open(Door* door)

{

cout << "The Door is already opened. State will not change..." << endl;

}

// 如果門(mén)是關(guān)閉的狀態(tài)，則關(guān)門(mén)

void DoorOpened::close(Door* door)

{

auto_ptr<DoorState> ds(new DoorClosed());

door->set_state(ds);

}

DoorClosed::~DoorClosed()

{

cout << "in the destructor of DoorClosed..." << endl;

}

// 如果門(mén)是關(guān)閉的狀態(tài)，則開(kāi)門(mén)

void DoorClosed::open(Door* door)

{

auto_ptr<DoorState> ds(new DoorOpened());

door->set_state(ds);

}

// 如果門(mén)已經(jīng)是關(guān)閉的狀態(tài)，則僅輸出相關(guān)信息

void DoorClosed::close(Door* door)

{

cout << "The Door is already closed. State will not change..." << endl;

}

Door::Door()

{

auto_ptr<DoorState> ds(new DoorOpened()); // 設(shè)定門(mén)的初始狀態(tài)

door_state = ds;

}

Door::~Door()

{

cout << "in the destructor of Door..." << endl;

}

void Door::open() // 開(kāi)門(mén)

{

door_state->open(this);

}

void Door::close() // 關(guān)門(mén)

{

door_state->close(this);

}

void Door::set_state(auto_ptr<DoorState> door_state) // 設(shè)定門(mén)的狀態(tài)

{

this->door_state = door_state;

}

// 利用RTTI技術(shù)，輸出門(mén)的狀態(tài)

string Door::get_state()

{ // *(door_state.get())和*(door_state)的寫(xiě)法是等價(jià)的，get()表示獲取auto_ptr對(duì)象中underlying對(duì)象的真實(shí)指針，因此語(yǔ)

// 法上顯得更好理解一些。但*在auto_ptr中也被重載過(guò)了，因此兩者的結(jié)果是一樣的。

string temp = typeid(*(door_state.get())).name(); // temp將等于 "class DoorOpened"或"class DoorClosed"

size_t found = temp.find("Door"); // 找到"Door"在temp中位置

temp = temp.substr(found + 4); // 去掉"Door"(包括其自身)前面的字符串

return temp;

}

// PatternClient.cpp

#include "State.h"

int main(int argc, char** argv)

{

Door door;

cout << "1. Initial state of the door: " << door.get_state() << endl;