本文介绍: 根据输出我们可以发现不同状态下它们的行为也是不同的,比如订单处理状态下:订单可以取消可以即将处理、但是没有送达;状态模式是一种行为设计模式,它允许对象内部状态发生改变时改变其行为,它将行为封装不同的状态对象中,在运行通过切换不同的状态可以表现出不同行为。4、提供了一种简洁方式配置对象的状态流转:状态模式对象的状态流转逻辑集中在状态类中,使得状态的变化更加可见和易于管理。2、支持开闭原则:通过添加新的状态类或修改现有状态类的行为,可以方便地扩展修改对象的行为,而不会影响其他代码

状态模式是一种行为型设计模式,它允许对象内部状态发生改变时改变其行为,它将行为封装不同的状态对象中,在运行时通过切换不同的状态可以表现出不同的行为。

状态模式一般有三种角色

1、状态接口定义了状态对象具有公共接口用于封装其相关行为。

2、具体状态:实现状态接口,在不同状态下表现不同的行为

3、环境类:维护一个当前状态对象引用,并在其内部进行状态切换和行为的调用环境客户端根据当前状态对象的不同,调用不同的行为逻辑

其实状态模式策略模式非常相似,可以访问篇文章,可以发现真的真的非常类似。

策略模式-C++实现

举例:

现在有一个订单系统,每一个订单三种状态:待处理、已发送、已送达。不同的状态下它们的行为也会不同,
具体的行为包括:
1、待处理状态下订单可以取消订单即将处理订单还未送达,因为还没有处理订单
2、已发送状态下订单不可以取消、订单已经处理、订单即将送达;
3、送达状态下订单不可以取消、订单已经处理、订单已经送达。

#include <iostream>
#include <memory>

// 抽象状态接口
class IOrderState
{
public:
	virtual ~IOrderState() {}

	// 取消行为
	virtual void Cancel() = 0;
	// 待处理行为
	virtual void Ship() = 0;
	// 已送达行为
	virtual void Deliver() = 0;
};

// 具体状态-待处理状态
class PendingState
	: public IOrderState
{
public:
	
	virtual void Cancel() override
	{
		std::cout << "订单待处理状态:取消订单" << std::endl;
	}

	virtual void Ship() override
	{
		std::cout << "订单待处理状态:订单即将处理" << std::endl;
	}

	virtual void Deliver() override
	{
		std::cout << "订单待处理状态:订单还未处理,没有送达" << std::endl;
	}
};

// 具体状态-已发送状态
class SendState
	: public IOrderState
{
public:

	virtual void Cancel() override
	{
		std::cout << "订单已发送状态:订单无法取消" << std::endl;
	}

	virtual void Ship() override
	{
		std::cout << "订单已发送状态:订单已经处理" << std::endl;
	}

	virtual void Deliver() override
	{
		std::cout << "订单已发送状态:订单即将送达" << std::endl;
	}
};

// 具体状态-已送达状态
class DeliveredState
	: public IOrderState
{
public:

	virtual void Cancel() override
	{
		std::cout << "订单已送达状态:订单无法取消" << std::endl;
	}

	virtual void Ship() override
	{
		std::cout << "订单已送达状态:订单已经处理" << std::endl;
	}

	virtual void Deliver() override
	{
		std::cout << "订单已送达状态:订单已经送达" << std::endl;
	}
};

// 环境
class ContextState
{
public:

	ContextState()
	{
		// 订单初始状态是待处理
		orderState_ = std::make_shared<PendingState>();
	}

	// 切换当前状态
	void SetOrderState(std::shared_ptr<IOrderState> _orderState)
	{
		orderState_ = _orderState;
	}

	// 取消
	void Cancel()
	{
		orderState_->Cancel();
	}

	// 即将处理
	void Ship()
	{
		orderState_->Ship();
	}

	// 已送达
	void Deliver()
	{
		orderState_->Deliver();
	}

private:

	std::shared_ptr<IOrderState> orderState_;
};

测试

void TestState()
{
	// 环境类对象
	std::shared_ptr<ContextState> context = std::make_shared<ContextState>();

	// 待处理状态
	std::shared_ptr<IOrderState> pendingState = std::make_shared<PendingState>();
	// 已发送状态
	std::shared_ptr<IOrderState> sendState = std::make_shared<SendState>();
	// 已送达状态
	std::shared_ptr<IOrderState> deliverState = std::make_shared<DeliveredState>();

	// 订单默认是待处理状态
	context->Cancel();
	context->Ship();
	context->Deliver();

	std::cout << "---------------------" << std::endl;

	// 切换成已发送状态
	context->SetOrderState(sendState);

	context->Cancel();
	context->Ship();
	context->Deliver();

	std::cout << "---------------------" << std::endl;

	// 切换成已送达状态
	context->SetOrderState(deliverState);

	context->Cancel();
	context->Ship();
	context->Deliver();

	std::cout << "---------------------" << std::endl;
}

输出

订单待处理状态:取消订单
订单待处理状态:订单即将处理
订单待处理状态:订单还未处理,没有送达
---------------------
订单已发送状态:订单无法取消
订单已发送状态:订单已经处理
订单已发送状态:订单即将送达
---------------------
订单已送达状态:订单无法取消
订单已送达状态:订单已经处理
订单已送达状态:订单已经送达
---------------------

代码示例中,我们创建一个抽象状态接口定义订单取消、订单待处理、订单已送达三种行为。还创建了三个具体状态(订单待处理、订单已发送、订单已送达)实现了这三种行为方法,在环境类中我们实现切换状态的方法和这三种行为方法

根据输出我们可以发现在不同的状态下它们的行为也是不同的,比如在订单待处理状态下:订单可以取消、可以即将处理、但是没有送达;同理订单已发送状态下:订单不可以取消、订单已经处理、订单即将送达。

我们可以发现状态模式策略模式非常像,它们其实都是解决多个if_else的情况。

状态模式遵循哪些设计原则

1、单一职责原则(SRP):每个状态都有一个明确定义的职责,它只负责管理对象在特定状态下的行为。

2、开闭原则(OCP):状态模式使得添加新状态或修改现有状态的行为变得简单,而无需修改现有代码

3、里氏替换原则(LSP):状态对象可以替代彼此,因为它们都实现了相同的接口基类

状态模式的优点包括:

1、代码结构清晰:将对象的不同状态封装到独立类中,使得代码结构更加清晰、易于理解和维护。

2、支持开闭原则:通过添加新的状态类或修改现有状态类的行为,可以方便地扩展和修改对象的行为,而不会影响其他代码。

3、消除冗余条件语句:状态模式将状态转换逻辑客户端代码中移除,这样客户端代码不再需要大量的条件语句来处理不同状态下的行为。

4、提供了一种简洁方式配置对象的状态流转:状态模式将对象的状态流转逻辑集中在状态类中,使得状态的变化更加可见和易于管理

缺点:

1、引入多个状态类:使用状态模式会引入多个状态类,增加了系统中的类的数量。

2、可能增加代码复杂性:在某些情况下,状态模式可能会增加代码的复杂性,特别是当有大量的状态和状态转换时。

原文地址:https://blog.csdn.net/m0_51415606/article/details/134742145

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