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状态模式（State Pattern）

news 2025/8/25 8:38:55

定义

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许对象在其内部状态改变时改变其行为。这意味着，当对象的状态发生变化时，它的行为也会发生变化。状态模式特别适用于行为依赖于其状态的对象，而且当这些状态可以独立于对象的其他部分进行变化时。

在状态模式中，我们定义一个Context类和一个State接口，以及多个实现了State接口的ConcreteState类。Context类持有一个State对象的引用，并委托给这个State对象来处理行为。当Context的状态改变时，它会切换到新的State对象。

示例

下面是一个C++的状态模式示例，其中有一个Context类（StateContext），一个State接口（State），以及两个实现了State接口的ConcreteState类（StateA和StateB）：

#include <iostream>  // State 接口  
class State {  
public:  virtual void handle(StateContext* context) = 0;  
};  // ConcreteStateA  
class StateA : public State {  
public:  void handle(StateContext* context) override {  std::cout << "处理 A 状态的行为" << std::endl;  context->setState(new StateB()); // 切换到下一个状态  }  
};  // ConcreteStateB  
class StateB : public State {  
public:  void handle(StateContext* context) override {  std::cout << "处理 B 状态的行为" << std::endl;  // 这里可以根据需要决定是否切换到其他状态  }  
};  // StateContext  
class StateContext {  
private:  State* state;  public:  StateContext() : state(new StateA()) {}  void setState(State* newState) {  delete state; // 释放旧状态  state = newState;  }  void request() {  state->handle(this);  }  
};  int main() {  StateContext context;  context.request(); // 处理 A 状态的行为，然后切换到 B 状态  context.request(); // 处理 B 状态的行为  return 0;  
}

解释：

State 是一个接口，定义了所有状态类应该具有的行为。在这个例子中，它只有一个handle方法，用于处理状态的行为。
StateA 和 StateB 是实现了 State 接口的具体状态类。它们分别定义了在不同状态下应该如何处理行为。在 StateA 的 handle 方法中，它首先处理 A 状态的行为，然后切换到 StateB。在 StateB 的 handle 方法中，它只处理 B 状态的行为。
StateContext 是一个上下文类，它持有一个 State 对象的引用，并有一个 request 方法用于触发状态的行为。在 request 方法中，它委托给当前状态对象来处理行为。此外，StateContext 还有一个 setState 方法用于设置新的状态对象。
在 main 函数中，我们创建了一个 StateContext 对象，并调用了两次 request 方法。第一次调用时，由于初始状态是 StateA，所以会处理 A 状态的行为，并切换到 StateB。第二次调用时，当前状态是 StateB，所以只会处理 B 状态的行为。