状态模式通过封装不同状态的行为,消除冗长条件判断,提升代码可维护性与扩展性,使对象行为随状态动态变化。

C++状态模式,在我看来,它更像是一种让对象“活”起来的魔法,让它的行为不再是僵硬的、由一堆if-else或switch语句堆砌出来的,而是能够根据自身所处的状态,自然而然地展现出不同的面貌。简单来说,它将一个对象在不同状态下的行为封装到各自独立的状态类中,当对象的状态改变时,它所委托执行的行为也随之改变,从而实现行为的动态切换,让代码结构更清晰,也更容易扩展。
要让一个C++对象实现行为的动态变化,状态模式提供了一个优雅的途径。其核心思想是,将对象在不同状态下的行为逻辑,分别封装到一系列独立的状态类中。我们的“上下文”(Context)对象,不再直接处理所有状态相关的逻辑,而是持有一个指向当前状态对象的引用,并将所有与状态相关的请求委托给这个当前状态对象来处理。当需要改变行为时,上下文对象只需简单地切换它所持有的状态对象即可。
举个例子,想象一个文档编辑器里的文档对象。一份文档可能有“草稿”、“审核中”、“已发布”等状态。在“草稿”状态下,你可以编辑它;在“审核中”状态,你可能只能查看;而“已发布”后,或许只能归档或撤回。如果用传统的if-else来判断,
Document
通过状态模式,我们可以这样设计:
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DocumentState
publish()
review()
edit()
DraftState
ModerationState
PublishedState
DocumentState
publish()
review()
DraftState
publish()
PublishedState
publish()
Document
DocumentState
Document
document.publish()
Document
changeState(DocumentState* newState)
// 抽象状态接口
class Document; // 前向声明
class DocumentState {
public:
virtual ~DocumentState() = default;
virtual void publish(Document* doc) = 0;
virtual void review(Document* doc) = 0;
virtual void edit(Document* doc) = 0;
// ... 其他状态相关行为
};
// 上下文类
class Document {
private:
DocumentState* currentState; // 当前状态
// ... 其他文档属性
public:
Document();
~Document();
void changeState(DocumentState* newState);
void publish();
void review();
void edit();
// ... 其他委托方法
};
// 具体状态类实现(以DraftState为例)
class DraftState : public DocumentState {
public:
void publish(Document* doc) override; // 在这里改变文档状态到ModerationState
void review(Document* doc) override {
// 草稿不能直接审核
std::cout << "Document is in Draft state, cannot be reviewed directly." << std::endl;
}
void edit(Document* doc) override {
std::cout << "Editing document in Draft state." << std::endl;
// 允许编辑
}
};
// ... 其他具体状态类,如 ModerationState, PublishedState
// Document 构造函数和析构函数
Document::Document() {
// 初始状态为草稿
currentState = new DraftState();
std::cout << "Document created in Draft state." << std::endl;
}
Document::~Document() {
delete currentState;
}
void Document::changeState(DocumentState* newState) {
delete currentState; // 释放旧状态
currentState = newState; // 设置新状态
std::cout << "Document state changed." << std::endl;
}
void Document::publish() {
currentState->publish(this);
}
void Document::review() {
currentState->review(this);
}
void Document::edit() {
currentState->edit(this);
}
// DraftState 的 publish 实现
void DraftState::publish(Document* doc) {
std::cout << "Publishing document from Draft state. Changing to Moderation." << std::endl;
doc->changeState(new ModerationState()); // 假设ModerationState已定义
}这样一来,
Document
Document
在我个人的开发经历中,C++状态模式最显著的价值,在于它能够有效地“驯服”那些复杂且行为多变的对象。它主要针对以下几个让人头疼的软件设计难题提供了优雅的解决方案:
最直观的,它彻底消除了大规模的条件判断语句。想想看,如果一个对象的行为逻辑随着其内部状态的改变而天差地别,我们很容易写出那种充斥着
if (state == STATE_A) { ... } else if (state == STATE_B) { ... }以上就是C++状态模式与对象行为动态变化结合的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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