设计模式 《Head First》（十）－－状态模式（State Pattern）

有时候写程序时，你有没有碰到过要维护很多状态从而写很多条件判断(if...else...)语句？比如一个简单的开关，有“开”和“关”状态，按下开关可以切换这两个状态：

void switch()
{
    if (state == ON)
        state = OFF;
    else
        state = ON;
}

如果它还分高中低三档，按一次开关可以在这几种状态中切换：

void switch()
{
    if (state == OFF)
        state = LOW;
    else if (state == LOW)
        state = MIDDLE;
    else if (state == MIDDLE)
        state = HIGH;
    else if (state == HIGH)
        state = OFF;
}

如果以后设计改变，要让OFF状态直接跳到HIGH，而不是LOW，这个条件又要更改。至今为止还能接受，毕竟只有一个条件分支，咬咬牙也忍了。如果这个开关是按的，而是扭（旋转）呢？左旋让状态由高到低，而右旋让状态由低到高。

void rotateRight()
{
    if (state == OFF)
        state = LOW;
    else if (state == LOW)
        state = MIDDLE;
    else if (state == MIDDLE)
        state = HIGH;
    else if (state == HIGH)
        state = OFF;
}

void rotateLeft()
{
    if (state == OFF)
        state = HIGH;
    else if (state == HIGH)
        state = MIDDLE;
    else if (state == MIDDLE)
        state = LOW;
    else if (state == LOW)
        state = OFF;
}

如果有这样两个动作，以后设计改变时，想把三档改成五档，就要同时改动rotateLeft和rotateRight，当状态变得很多时，代码就变得极容易出错。如果一个设计有更多的动作时（rotateLeft就是一个动作），状态的改变会变得很难维护。

如果把每个状态都抽取出来作为一个类呢？

interface State
{
    virtual State* rotateLeft() = 0;
    virtual State* rotateRight() = 0;
};

简化描述，只考虑On和Off的状态：

class OnState : State
{
public:
    virtual State* rotateLeft() { return new OffState; }
    vritual State* rotateRight() { return new OffState; }
};

class OffState : State
{
public:
    virtual State* rotateLeft() { return new OnState; }
    vritual State* rotateRight() { return new OnState; }
};

对于client这边就以简化它的逻辑了:

class Client
{
    void rotateLeft() { this->state = this->state->rotateLeft(); }
    void rotateRight() { this->state = this->state->rotateRight(); }
};

以后状态的增加或改变都不需要影响Client的代码。而且因为没有了繁琐的条件语句，代码也变得好维护了。

状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

状态模式与策略模式的比较：

这两种模式在类图上看是基本相同的：客户拥有一个接口（状态或策略），当有新的状态或策略加入时，其必须实现这个接口。客户则只需直接对这个接口操作，而不用管那些实现了接口的具体状态或策略。

两种模式的区别在于：策略模式偏重于行为，每个新加入的类都描述了一个算法；而状态模式偏向于状态，每个新加入的类描述了一个状态。