《设计模式 - State 状态模式》带你领略状态设计奥秘

2023-12-03 14:28:43

《设计模式 - State 状态模式》这本书分为两部分。第一部分介绍了状态模式的基本概念和原理。第二部分则介绍了状态模式的各种应用场景，以及如何将状态模式应用于实际的软件开发项目中。

本书的作者是埃里希·伽玛（Erich Gamma）、理查德·海尔姆（Richard Helm）、拉尔夫·约翰逊（Ralph Johnson）和约翰·弗利斯塔（John Vlissides），他们是著名的“四人帮”。四人帮在设计模式领域有着深厚的造诣，他们的著作《设计模式 - State 状态模式》对软件开发领域产生了深远的影响。

《设计模式 - State 状态模式》这本书适合所有对软件设计感兴趣的读者，特别是对行为型设计模式感兴趣的读者。本书语言通俗易懂，例题丰富，非常适合作为学习行为型设计模式的入门书籍。

现在，我们就来看看状态模式的具体内容。

状态模式的基本概念

状态模式的基本思想是将一个对象的状态与它的行为分离开来。这样，当对象的内部状态改变时，它的行为也会随之改变，而不需要修改对象的代码。

在状态模式中，我们通常会定义一个抽象状态类，以及若干个具体状态类。抽象状态类定义了对象的行为接口，而具体状态类则实现了这些行为。

当对象的内部状态发生改变时，我们只需要将对象的状态指针指向新的具体状态类即可。这样，对象的行为就会自动改变，而不需要修改对象的代码。

状态模式的优点

状态模式的主要优点有：

提高了代码的可维护性。由于状态模式将对象的状态与它的行为分离开来，因此当对象的内部状态发生改变时，我们只需要修改具体状态类的代码，而不需要修改抽象状态类的代码。这大大提高了代码的可维护性。
提高了代码的可扩展性。由于状态模式允许我们通过添加新的具体状态类来扩展对象的行为，因此当我们需要扩展对象的行为时，我们只需要添加一个新的具体状态类即可。这大大提高了代码的可扩展性。
提高了代码的可重用性。由于状态模式允许我们将对象的状态与它的行为分离开来，因此我们可以将状态类和行为类分别重用。这大大提高了代码的可重用性。

状态模式的应用场景

状态模式的应用场景非常广泛，它可以用于各种不同的软件开发项目中。一些常见的应用场景包括：

用户界面状态管理。状态模式可以用于管理用户界面的状态，例如当前选中的菜单项、当前打开的窗口等。
游戏状态管理。状态模式可以用于管理游戏中的状态，例如当前的关卡、当前的角色等。
网络连接状态管理。状态模式可以用于管理网络连接的状态，例如已连接、已断开等。

状态模式的示例

为了更好地理解状态模式，我们来看一个简单的示例。

假设我们有一个窗口类，这个窗口类可以处于三种不同的状态：打开状态、关闭状态和最小化状态。

我们可以为窗口类定义一个抽象状态类，以及三个具体状态类：

class Window {
public:
    Window() {
        state = new OpenState();
    }

    void setState(State *state) {
        this->state = state;
    }

    void open() {
        state->open(this);
    }

    void close() {
        state->close(this);
    }

    void minimize() {
        state->minimize(this);
    }

private:
    State *state;
};

class State {
public:
    virtual void open(Window *window) = 0;
    virtual void close(Window *window) = 0;
    virtual void minimize(Window *window) = 0;
};

class OpenState : public State {
public:
    void open(Window *window) {}
    void close(Window *window) {
        window->setState(new ClosedState());
    }
    void minimize(Window *window) {
        window->setState(new MinimizedState());
    }
};

class ClosedState : public State {
public:
    void open(Window *window) {
        window->setState(new OpenState());
    }
    void close(Window *window) {}
    void minimize(Window *window) {}
};

class MinimizedState : public State {
public:
    void open(Window *window) {
        window->setState(new OpenState());
    }
    void close(Window *window) {}
    void minimize(Window *window) {}
};