状态 (State) 模式

• 目标：
  • 初接触此模式时，熟悉最常用的使用方式。
  • 有更深的理解后，再研究其他使用方法。

1. 基础概念

• 定义/意图：允许一个对象再起内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。
• 别名：状态对象 (Objects for States)
• 类图：

  

• 出场嘉宾
  • Context: 上下文、环境
    • 定义客户感兴趣的接口。
    • 维护一个 ConcreteState 子类的实例，表示当前状态。
  • State：状态，抽象类/接口
    • 定义一个接口，以封装与 Context 的特定状态相关的行为。
  • ConcreteState：具体状态
    • 定义一个具体的状态，实现一个与 Context 的一个状态的相关的行为。
• 协作/工作流程
  • Context 保存一个 ConcreteState 对象，表示当前状态。
  • Context 将与状态相关的请求委托给当前的 ConcreteState 对象处理。
  • Context 可将自身作为一个参数传递给处理请求的状态对象。
  • Context 是客户使用的主要接口。
  • Context 和 ConcreteState 都可以决定哪一个状态是后继状态。

2. 优缺点是什么？

2.1 优点

• 状态模式将特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开。
• 状态模式使得状态转换显式化。【？？？】
  • 为不同的状态引入独立的对象使得转换变得更加明确。
• 状态对象可被共享：可被多个 Context 共享。

2.2 缺点

• 增加了对象的数目。
• C++ 里面容易导致头文件循环引用。解决方法，见 C++ 示例的 TCPState.h 文件

3. 使用场景是什么？

• 一个对象的行为取决于它的状态，并且他必须在运行时刻根据状态改变它的行为。
• 一个操作中含有庞大/多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。
  • 状态模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。

4. 注意

• 实现时需要考虑的问题：
  • 谁定义状态转换：Context 还是 ConcreteState？
    • Context 可以实现，但是用 ConcreteState 通常更灵活更合适。（需要 Context 增加接口，供 ConcreteState 改变状态）
  • 基于表的另一种方法。
    • 详见四人帮《设计模式》204 页。
  • 创建和销毁 ConcreteState 对象。
    • 提前创建，不销毁。
      • 状态改变频繁，则考虑此方法。
    • 需要时创建，不需要时销毁。
      • 当将要进入的状态在运行时是不可知的，并且上下文不经常改变状态，则考虑此方法。
      • 当 ConcreteState 对象存储大量信息，且不常改变状态，考虑此方法。
  • 使用动态继承。【？？？】

5. 应用实例？

w. 待办

x. 疑问

• 转换显式化，如何才算显式化？
• 什么是动态继承？

y. 拓展

• 相关模式：
  • Singleton：单例模式，状态对象通常是单例模式。
  • Flyweight：享元模式。解释何时、怎样共享状态对象。

z. 参考

• 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》
• 《Head First 设计模式》