C++状态模式管理行为随状态变化（状态.变化.模式.管理...）

状态模式通过封装不同状态行为提升代码可维护性，适用于对象行为随状态变化的场景，如文档编辑器状态管理，避免大量条件判断，支持扩展与职责分离。

c++状态模式管理行为随状态变化

在C++中，当一个对象的行为依赖于它的状态，并且在运行时根据状态改变行为，状态模式是一个非常合适的解决方案。它通过将每个状态封装为独立的类，把状态相关的行为委托给当前状态对象，从而避免大量的条件判断语句，提高代码的可维护性和扩展性。

状态模式的核心思想

状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为。对象看起来像是改变了它的类。它将与特定状态相关的行为放入独立的状态类中，原始对象（上下文）持有对当前状态对象的引用，并将状态相关的工作委托给它。

主要角色包括：

Context（上下文）：持有当前状态对象的引用，提供接口供客户端调用，行为会随状态变化。
State（状态接口）：定义状态行为的接口，所有具体状态类实现该接口。
ConcreteState（具体状态）：实现状态接口，封装特定状态下的行为。

代码实现示例

假设我们有一个文档编辑器，文档可以处于“草稿”、“审核中”和“已发布”三种状态，不同状态下“编辑”和“发布”操作的行为不同。

#include <iostream>
#include <memory>
<p>// 前向声明
class DocumentContext;</p><p>// 状态接口
class DocumentState {
public:
virtual ~DocumentState() = default;
virtual void edit(DocumentContext<em> context) = 0;
virtual void publish(DocumentContext</em> context) = 0;
};</p><p>// 文档上下文
class DocumentContext {
private:
std::shared<em>ptr<DocumentState> state</em>;
public:
void setState(std::shared<em>ptr<DocumentState> state) {
state</em> = state;
}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void edit() {
    state_->edit(this);
}

void publish() {
    state_->publish(this);
}

std::shared_ptr<DocumentState> getState() const {
    return state_;
}

};

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// 具体状态：草稿 class DraftState : public DocumentState { public: void edit(DocumentContext* context) override { std::cout << "正在编辑文档（草稿状态）\n"; }

void publish(DocumentContext* context) override {
    std::cout << "提交文档进入审核\n";
    context->setState(std::make_shared<ReviewState>());
}

};

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// 具体状态：审核中 class ReviewState : public DocumentState { public: void edit(DocumentContext* context) override { std::cout << "文档正在审核，无法编辑\n"; }

void publish(DocumentContext* context) override {
    std::cout << "文档已通过审核，发布成功\n";
    context->setState(std::make_shared<PublishedState>());
}

};

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// 具体状态：已发布 class PublishedState : public DocumentState { public: void edit(DocumentContext* context) override { std::cout << "文档已发布，禁止编辑\n"; }

void publish(DocumentContext* context) override {
    std::cout << "文档已发布，无需重复发布\n";
}

};

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使用示例：

int main() {
    DocumentContext doc;
    doc.setState(std::make_shared<DraftState>());
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>doc.edit();      // 输出：正在编辑文档（草稿状态）
doc.publish();   // 输出：提交文档进入审核
doc.edit();      // 输出：文档正在审核，无法编辑
doc.publish();   // 输出：文档已通过审核，发布成功
doc.edit();      // 输出：文档已发布，禁止编辑

return 0;

}

状态模式的优势

使用状态模式管理行为随状态变化的场景，有以下几个明显好处：

消除复杂条件判断：不需要在Context中写一堆if/else或switch来判断状态和行为。
易于扩展新状态：新增状态只需添加新的ConcreteState类，无需修改现有代码。
单一职责：每个状态类只负责该状态下的行为，职责清晰。
运行时状态切换：状态转换由状态类内部或上下文控制，灵活且可控。

适用场景与注意事项

状态模式适用于对象行为依赖多个状态，并且状态数量可能增加的场景。比如订单状态机、游戏角色状态、连接管理等。

需要注意的是，如果状态较少且行为简单，引入状态模式可能增加不必要的复杂性。另外，状态之间转换逻辑如果非常复杂，可以在状态类中调用context的方法来切换状态，避免状态类之间产生强耦合。

基本上就这些，状态模式让状态变化带来的行为变化变得清晰、可维护。在C++中结合智能指针管理状态生命周期，能有效避免内存问题。设计时注意接口抽象和状态职责划分，效果会更好。

以上就是C++状态模式管理行为随状态变化的详细内容，更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章！

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