之状态模式学习篇

最近在公司闲着没事干,看了一下>一书,感觉还蛮有意思,设计模式涉及到oo的设计思想和oo的设计原则。这本书是采用java语言描述的。由于我比较熟悉c++++,所以看完之后想使用c++来实现。由于想要结合状态模式和工厂模式做windows计算器,所以重点看了一下状态模式,并且将>一书中以糖果机为例子讲述状态模式的例子使用c++做了一篇,加深我对状态模式的理解。大家如果看了之后觉得我写得有什么问题,欢迎大家提出自己的见解,大家交流学习一下,毕竟我也只是设计模式的初学者而已,开发经验不足。

     下面是>一书中糖果机的状态图及相应的Java代码和C++实现代码:

糖果机共有5个状态:没有25分钱、有25分钱、售出糖果、糖果售罄、赢家状态,这里从下面的UML状态图可以看到,Visio里使用椭圆形表示状态,还有引发糖果机状态发生转换的事件动作。

我使用Visio2003绘制的糖果机状态图,画得不太好,可能不是很标准,UML对于面向对象的软件设计很重要。

之状态模式学习篇

对应的Java代码如下:

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//State.javapackage State;/* * 状态接口State */public interface State {   public void insertQuarter();   // 投入25分钱   public void ejectQuarter();    // 拒绝25分钱   public void turnCrank();       // 转动曲柄   public void dispense();        // 发放糖果}//NoQuarterState.javapackage State;import State.GumballMachine;/* * 没有25分钱状态,实现了State接口 */public class NoQuarterState implements State{GumballMachine gumballMachine;public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine){this.gumballMachine=gumballMachine;}// 投入25分钱public void insertQuarter() {System.out.println("You insert a quarter");gumballMachine.setState(gumballMachine.getHasQuarterState());}    // 拒绝25分钱public void ejectQuarter() {System.out.println("You haven't insert a quarter");}    // 转动曲柄public void turnCrank() {System.out.println("You turned crank,but you there's no quarter");}// 发放糖果public void dispense() {System.out.println("You need to pay first");}}//HasQuarterState.javapackage State;import java.util.Random;import State.GumballMachine;/* * 有25分钱状态,实现了State接口 */public class HasQuarterState implements State {Random randomWinner = new Random(System.currentTimeMillis()); //首先我们增加一个随机数产生器,产生10%赢的机会GumballMachine gumballMachine;public HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine){this.gumballMachine = gumballMachine;}// 投入25分钱public void insertQuarter() {System.out.println("You can not insert anther quarter");}// 拒绝25分钱public void ejectQuarter() {System.out.println("Quarter returned");gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());}    // 转动曲柄public void turnCrank() {System.out.println("You turned...");int winner = randomWinner.nextInt(10);System.out.println("winner =" + winner);if((winner ==0) && (gumballMachine.getCount() > 1)) {gumballMachine.setState(gumballMachine.getWinnerState());} else {gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldState());}}// 发放糖果public void dispense() {System.out.println("No gumball dispensed");}}//SoldState.javapackage State;import State.GumballMachine;/* * 售出糖果状态,实现了State接口 */public class SoldState implements State{GumballMachine gumballMachine;public SoldState(GumballMachine gumballMachine) {this.gumballMachine = gumballMachine;}// 投入25分钱public void insertQuarter() {System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");}// 拒绝25分钱public void ejectQuarter() {System.out.println("Sorry,you have already turn crank");}// 转动曲柄public void turnCrank() {System.out.println("trun twice ,doesn't give you anthor gamball!");}// 发放糖果public void dispense() {gumballMachine.releaseBall();if(gumballMachine.getCount()>0){gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());} else {System.out.println("Opps,out of gamball!");gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());}}}//SoldOutState.javapackage State;import State.GumballMachine;/* * 通过售罄状态,实现了State接口 */public class SoldOutState implements State{GumballMachine gumballMachine;public SoldOutState(GumballMachine gumballMachine){this.gumballMachine=gumballMachine;}    // 投入25分钱public void insertQuarter() {System.out.println("You can't insert a quarter, the machine is sold out");}// 拒绝25分钱public void ejectQuarter() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet");}    // 转动曲柄public void turnCrank() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("You turned, but there are no gumballs");}// 发放糖果public void dispense() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("No gumball dispensed");}}//WinnerState.javapackage State;import State.GumballMachine;/* * 赢家状态,实现了State接口 */public class WinnerState implements State{    GumballMachine gumballMachine;        public WinnerState(GumballMachine gumballMachine){    this.gumballMachine = gumballMachine;    }    // 投入25分钱    @Overridepublic void insertQuarter() {// TODO Auto-generated method stub    System.out.println("Please wait, we're already giving you a gumball");}    // 拒绝25分钱    @Overridepublic void ejectQuarter() {// TODO Auto-generated method stub    System.out.println("Sorry,you have already turn crank");}    // 转动曲柄@Overridepublic void turnCrank() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("trun twice ,doesn't give you anthor gamball!");}// 发放糖果@Overridepublic void dispense() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("You're a Winner! You get two gumballs for your quarter");gumballMachine.releaseBall();    if(gumballMachine.getCount() == 0) {    gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());    } else {    gumballMachine.releaseBall();    if(gumballMachine.getCount()>0){gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());} else {    System.out.println("Opps,out of gamball!");   gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldOutState());   }    }}}//糖果机上下文环境类Java源文件 GumballMachine.javapackage State;import State.HasQuarterState;import State.NoQuarterState;import State.SoldOutState;import State.SoldState;import State.WinnerState;import State.State;/* *  糖果机器上下文环境接口类 GumballMachine */public class GumballMachine {//状态实例State soldOutState;State noQuarterState;State hasQuarterState;State soldState;State winnerState;// 实例变量state,初始化为糖果售罄状态State state = soldOutState; // 记录机器内装有糖果的数目,开始机器是没有装糖果的int count=0;// 构造器取得糖果的初始数目并把它放在一个实例变量count中public GumballMachine(int numberGumballs) {// 每种状态都创建一个状态实例soldOutState=new SoldOutState(this);noQuarterState=new NoQuarterState(this);hasQuarterState=new HasQuarterState(this);soldState=new SoldState(this);winnerState = new WinnerState(this);this.count = numberGumballs;// 若超过0颗糖果,就将状态设置为NoQuarterStateif(numberGumballs > 0) {state = noQuarterState;}}// 取得机器内的糖果数目public int getCount() {return count;}    // 取得糖果售罄状态public State getSoldOutState() {return soldOutState;}    // 取得没有25分钱状态public State getNoQuarterState() {return noQuarterState;}    // 取得拥有25分钱public State getHasQuarterState() {return hasQuarterState;}    // 取得售出糖果状态public State getSoldState() {return soldState;}// 取得赢家状态public State getWinnerState() {return winnerState;}    // 投入25分钱public void insertQuarter(){state.insertQuarter();}// 拒绝25分钱public void ejectQuarter(){state.ejectQuarter();}// 转动曲柄public void turnCrank(){state.turnCrank();state.dispense();}// 设置状态public void setState(State state){this.state=state;}// 糖果滚出来一个public void releaseBall(){System.out.println("A gumball comes rolling out of the solt...");if(count!=0){count--;}}}//测试糖果机的Java源文件 GumballMachineTestDrive.javapackage State;/* * 糖果机测试驱动程序:GumballMachineTestDrive.java */public class GumballMachineTestDrive {/** * @param args */public static void main(String[] args) {        GumballMachine gumballMachine = new GumballMachine(5);                System.out.println(gumballMachine);        System.out.println("The current gumball number is:" + gumballMachine.getCount());        System.out.println("****************************************");                        gumballMachine.insertQuarter();        gumballMachine.turnCrank();                System.out.println(gumballMachine);        System.out.println("The current gumball number is:" + gumballMachine.getCount());        System.out.println("****************************************");                gumballMachine.insertQuarter();        gumballMachine.turnCrank();        System.out.println(gumballMachine);         System.out.println("The current gumball number is:" + gumballMachine.getCount());        System.out.println("****************************************");                gumballMachine.insertQuarter();        gumballMachine.turnCrank();        System.out.println(gumballMachine);         System.out.println("The current gumball number is:" + gumballMachine.getCount());        System.out.println("****************************************");}}

运行结果截图如下:

之状态模式学习篇

对应的C++代码如下:

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//State抽象基类//State.h#pragma onceclass State{public:State(void);public:~State(void);public:// 投入25分钱virtual void insertQuarter(void)=0;public:// 退回25分钱virtual void ejectQuarter(void)=0;public:// 转动曲柄virtual void turnCrank(void)=0;public:// 发放糖果virtual void dispense(void)=0;};//State.cpp#include "State.h"State::State(void){}State::~State(void){}//没有25分钱状态类 NoQuarterState//NoQuarterState.h#pragma once#include "state.h"#include "GumballMachine.h"class NoQuarterState :public State{public:NoQuarterState(GumballMachine *pGumballMachine);public:~NoQuarterState(void);public:// 投入25分钱void insertQuarter(void);public:// 退回25分钱void ejectQuarter(void);public:// 转动曲柄void turnCrank(void);public:// 发放糖果void dispense(void);private:// 糖果机实例变量GumballMachine *m_pGumballMachine;};//NoQuarterState.cpp#include "NoQuarterState.h"#include using namespace std;NoQuarterState::NoQuarterState(GumballMachine *pGumballMachine){this->m_pGumballMachine = pGumballMachine;}NoQuarterState::~NoQuarterState(void){}// 投入25分钱void NoQuarterState::insertQuarter(void){cout<<"You inserted a quarter"<setState(m_pGumballMachine->getHasQuarterState());}// 退回25分钱void NoQuarterState::ejectQuarter(void){cout<<"You haven't inserted a quarter"<<endl;}// 转动曲柄void NoQuarterState::turnCrank(void){cout<<"You turned, but there's no quarter"<<endl;}// 发放糖果void NoQuarterState::dispense(void){cout<<"You need to pay first"<<endl;}//有25分钱状态 HasQuarterState//HasQuarterState.h#pragma once#include "state.h"#include "GumballMachine.h"class HasQuarterState :public State{public:HasQuarterState(GumballMachine *pGumballMachine);public:~HasQuarterState(void);public:// 投入25分钱void insertQuarter(void);public:// 退回25分钱void ejectQuarter(void);public:// 转动曲柄void turnCrank(void);public:// 发放糖果void dispense(void);private:// 糖果机实例变量GumballMachine *m_pGumballMachine;};//HasQuarterState.cpp#include "HasQuarterState.h"#include #include #include using namespace std;HasQuarterState::HasQuarterState(GumballMachine *pGumballMachine){this->m_pGumballMachine = pGumballMachine;}HasQuarterState::~HasQuarterState(void){}// 投入25分钱void HasQuarterState::insertQuarter(void){cout<<"You can't insert another quarter"<<endl;}// 退回25分钱void HasQuarterState::ejectQuarter(void){cout<<"Quarter returned"<setState(m_pGumballMachine->getNoQuarterState());}// 转动曲柄void HasQuarterState::turnCrank(void){cout<<"You turned..."<<endl;// srand(time(0));                      //用时间作种子,使每次随即的数字不一样//int winner = (int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); // 产生随机数int winner = rand()%10; // 产生随机数cout<<winner<getCount()>1)){        m_pGumballMachine->setState(m_pGumballMachine->getWinnerState());}else{m_pGumballMachine->setState(m_pGumballMachine->getSoldState());}}// 发放糖果void HasQuarterState::dispense(void){cout<<"No gumball dispensed"<<endl;}//售出糖果状态 SoldState//SoldState.h#pragma once#include "state.h"#include "GumballMachine.h"class SoldState :public State{public:SoldState(GumballMachine *pGumballMachine);public:~SoldState(void);public:// 投入25分钱void insertQuarter(void);// 退回25分钱void ejectQuarter(void);// 转动曲柄void turnCrank(void);// 发放糖果void dispense(void);private:// 糖果机实例变量GumballMachine *m_pGumballMachine;};//SoldState.cpp#include "SoldState.h"#include using namespace std;SoldState::SoldState(GumballMachine *pGumballMachine){this->m_pGumballMachine = pGumballMachine;}SoldState::~SoldState(void){}// 投入25分钱void SoldState::insertQuarter(void){cout<<"Please wait, we're already giving you a gumball"<<endl;}// 退回25分钱void SoldState::ejectQuarter(void){   cout<<"Sorry, you already turned the Crank"<<endl;}// 转动曲柄void SoldState::turnCrank(void){cout<<"Turning twice doesn't get you another gumball!"<releaseBall();if(m_pGumballMachine->getCount()>0){m_pGumballMachine->setState(m_pGumballMachine->getNoQuarterState());}else{cout<<"Oops, out of gumballs!"<setState(m_pGumballMachine->getSoldOutState());}}//糖果售罄状态 SoldOutState类//SoldOutState.h#pragma once#include "state.h"#include "GumballMachine.h"class SoldOutState :public State{public:SoldOutState(GumballMachine *pGumballMachine);public:~SoldOutState(void);public:// 投入25分钱void insertQuarter(void);// 退回25分钱void ejectQuarter(void);// 转动曲柄void turnCrank(void);// 发放糖果void dispense(void);private:// 糖果机实例变量GumballMachine *m_pGumballMachine;};//SoldOutState.cpp#include "SoldOutState.h"#include using namespace std;SoldOutState::SoldOutState(GumballMachine *pGumballMachine){this->m_pGumballMachine = pGumballMachine;}SoldOutState::~SoldOutState(void){}// 投入25分钱void SoldOutState::insertQuarter(void){cout<<"You can't insert a quarter, the machine is sold out"<<endl;}// 退回25分钱void SoldOutState::ejectQuarter(void){cout<<"You can't eject, you haven't inserted a quarter yet"<<endl;}// 转动曲柄void SoldOutState::turnCrank(void){cout<<"You turned, but there are no gumballs"<<endl;}// 发放糖果void SoldOutState::dispense(void){cout<<"No gumball dispensed"<<endl;}//赢家状态 WinnerState类//WinnerState.h#pragma once#include "state.h"#include "GumballMachine.h"class WinnerState :public State{public:WinnerState(GumballMachine *pGumballMachine);public:~WinnerState(void);public:// 投入25分钱void insertQuarter(void);public:// 退回25分钱void ejectQuarter(void);public:// 转动曲柄void turnCrank(void);public:// 发放糖果void dispense(void);private:// 糖果机实例变量GumballMachine *m_pGumballMachine;};//WinnerState.cpp#include "WinnerState.h"#include using namespace std;WinnerState::WinnerState(GumballMachine *pGumballMachine){this->m_pGumballMachine = pGumballMachine;}WinnerState::~WinnerState(void){}// 投入25分钱void WinnerState::insertQuarter(void){cout<<"Please wait, we're already giving you a gumball"<<endl;}// 退回25分钱void WinnerState::ejectQuarter(void){cout<<"Sorry, you already turned the Crank"<<endl;}// 转动曲柄void WinnerState::turnCrank(void){cout<<"Turning twice doesn't get you another gumball!"<<endl;}// 发放糖果void WinnerState::dispense(void){cout<releaseBall();if(m_pGumballMachine->getCount() == 0){       m_pGumballMachine->setState(m_pGumballMachine->getSoldOutState());}else{       m_pGumballMachine->releaseBall();   if(m_pGumballMachine->getCount()>0){   m_pGumballMachine->setState(m_pGumballMachine->getNoQuarterState());   }else{   cout<<"Oops, out of gumballs!"<setState(m_pGumballMachine->getSoldOutState());   }}}//糖果机 上下文环境GumballMachine类//GumballMachine.h#pragma once#include "State.h"class GumballMachine{public:GumballMachine(int numberGumballs=0);public:~GumballMachine(void);private:// 状态类的指针State* m_pState;private:// 记录机器内的糖果数目int m_count;State* m_pSoldOutState;State* m_pNoQuarterState;State* m_pHasQuarterState;State* m_pSoldState;State* m_pWinnerState;public:void insertQuarter(void);public:// 退回25分钱void ejectQuarter(void);public:// 转动曲柄void turnCrank(void);public:// 设置状态void setState(State* pState);public:// 释放糖果void releaseBall(void);public:// 获取当前糖果的数目int getCount(void);// 获取发放糖果状态State* getSoldState(void);// 获取拥有25分钱状态State* getHasQuarterState(void);// 获取没有25分钱状态State* getNoQuarterState(void);// 获取糖果售罄状态State* getSoldOutState(void);public:// 获取赢家状态State* getWinnerState(void);};//GumballMachine.cpp#include "GumballMachine.h"#include "NoQuarterState.h"#include "HasQuarterState.h"#include "SoldOutState.h"#include "SoldState.h"#include "WinnerState.h"#include using namespace std;GumballMachine::GumballMachine(int numberGumballs){m_pSoldOutState = new SoldOutState(this);m_pNoQuarterState = new NoQuarterState(this);m_pHasQuarterState = new HasQuarterState(this);m_pSoldState = new SoldState(this);this->m_count = numberGumballs;m_pState = m_pSoldOutState;if(numberGumballs>0){m_pState = m_pNoQuarterState;}}GumballMachine::~GumballMachine(void){   delete m_pSoldOutState;    delete m_pNoQuarterState;delete m_pHasQuarterState;delete m_pSoldState;}void GumballMachine::insertQuarter(void){    m_pState->insertQuarter();}// 退回25分钱void GumballMachine::ejectQuarter(void){m_pState->ejectQuarter();}// 转动曲柄void GumballMachine::turnCrank(void){m_pState->turnCrank();m_pState->dispense();}// 设置状态void GumballMachine::setState(State* pState){this->m_pState = pState;}// 释放糖果void GumballMachine::releaseBall(void){cout<<"A gumball comes rolling out of the solt...";if(m_count != 0){m_count = m_count -1;}}// 获取当前糖果的数目int GumballMachine::getCount(void){return m_count;}// 获取发放糖果状态State* GumballMachine::getSoldState(void){return m_pSoldState;}// 获取拥有25分钱状态State* GumballMachine::getHasQuarterState(void){   return m_pHasQuarterState;}// 获取没有25分钱状态State* GumballMachine::getNoQuarterState(void){return m_pNoQuarterState;}// 获取糖果售罄状态State* GumballMachine::getSoldOutState(void){return m_pSoldOutState;}// 获取赢家状态State* GumballMachine::getWinnerState(void){return m_pWinnerState;}//测试主函数文件 TestDriver.cpp#include "GumballMachine.h"#include using namespace std;int main(){        srand(time(NULL)); //以系统时间作为种子,设置随机数种子

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        GumballMachine *pGumballMachine = new GumballMachine(5);pGumballMachine->insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<insertQuarter();pGumballMachine->turnCrank();cout<<"the gumball count is:"<getCount()<<endl;return 0;}

下面是程序运行结果截图:

记得以前在学校学Java得时候做的实验报告里面有一个关于地铁十字旋转门(turnstile)的状态模式练习,我感觉那个例子还比较好理解,因为来源于日常生活,例子描述如下:

之状态模式学习篇

在地铁十字旋转门(turnstile)的操作中,可以找到一个简单的有限状态机(FSM)。这个装置控制着乘客通往列车站台的大门。下面这个状态图展示了地铁十字转门的初步状态机。

之状态模式学习篇

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状态图由四个部分组成。图中的矩形框表示一个状态(state),箭头表示状态的迁移,箭头上面有两个元素:前面那个是事件(event),后面那个是响应动作(action)。

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(1)若状态机在Locked(锁)状态,收到一个coin(投币)事件,则执行unlock(开门)操作,并迁移到Unlocked(开)状态。

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(2)若状态机在Locked(锁)状态,收到一个pass(人员通过)事件,则执行alarm(警报)操作,没有状态迁移。

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(3)若状态机在Unlocked(开)状态,收到一个pass(人员通过)事件,则执行lock操作,并迁移到Locked(锁)状态。

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(4)若状态机在Unlocked(开)状态,收到一个coin(投币)事件,则执行refund(退款)操作,没有状态迁移。

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我们用一般的方法描述这件事应该是这样:

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/**用TurnstileController封装旋转门能做的所有操作*/class TurnstileController {public void unlock(){System.out.println("正在执行开门操作…");}public void alarm(){System.out.println("注意! 有人强行越过旋转门…");}public void lock(){System.out.println("正在执行关门操作…");}public void refund(){System.out.println("退款中…");}}/**Turnstile:旋转门类*/class Turnstile {//用来代表状态的两个常量public static final int LOCKED = 0;public static final int UNLOCKED = 1;//用来代表事件的常量public static final int COIN = 0;public static final int PASS = 1;//当前旋转门的状态public int state = LOCKED;public TurnstileController tController;public Turnstile(TurnstileController tController){this.tController = tController;}//当新的事件发生时调用此方法,同时把事件代码传递给它public void eventHappen(int event){switch(state){case LOCKED:switch(event){case COIN:tController.unlock();state = UNLOCKED;break;case PASS:tController.alarm();break;}break;case UNLOCKED:switch(event){case COIN:tController.refund();break;case PASS:tController.lock();state = LOCKED;break;}break;}}}public class TurnstileTest {public static void main(String [] args){Turnstile turnstile = new Turnstile(new TurnstileController());turnstile.eventHappen(Turnstile.COIN);turnstile.eventHappen(Turnstile.PASS);turnstile.eventHappen(Turnstile.PASS);turnstile.eventHappen(Turnstile.COIN);turnstile.eventHappen(Turnstile.COIN);}}

但是这种实现方式至少有以下两个问题:

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1)当状态数目不是很多的时候,Switch/Case可能可以搞定。但是当状态数目很多的时候(实际系统中也正是如此),维护一大组的Switch/Case语句将是一件异常困难并且容易出错的事情。

2)状态逻辑和动作实现没有分离。在很多的系统实现中,动作的实现代码直接写在状态的逻辑当中。这带来的后果就是系统的扩展性和维护得不到保证。

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下面介绍State模式:在State模式中我们将状态逻辑和动作实现进行分离。当一个操作中要维护大量的case分支语句,并且这些分支依赖于对象的状态。State模式将每一个分支都封装到独立的类中。State模式典型的类图为:

State接口定义了所有状态的共同接口(能够发生的所有事件),任何状态都实现这个接口,这样一来,状态之间可以相互替换

Context(上下文)拥有一个当前的内部状态

不管什么时候发生一个事件(someEventHappen),Context将委托给具体的状态类去处理

具体状态,处理Context的请求,每一个具体状态实现了在该状态下,针对某一事件的特定响应动作和下一步的状态迁移

之状态模式学习篇

 上面这幅图来源于>的状态模式章节。

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代码如下:

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interface State{public void someEventHappen(Context c);}class StateA implements State{public void someEventHappen(Context c){c.actionA();c.state = new StateB();}}class StateB implements State{public void someEventHappen(Context c){c.actionB();c.state = new StateA();}}class Context{public State state = new StateA();public void someEventHappen(){state.someEventHappen(this);}public void actionA(){System.out.println("action A is going on...");}public void actionB(){System.out.println("aciton B is going on...");}}public class StateTest{public static void main(String [] args){Context c = new Context();c.someEventHappen();c.someEventHappen();}}

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注意该代码实现了如下的状态机:
之状态模式学习篇

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你的任务:

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参考以上描述的状态模式,利用状态模式重新设计并编写“地铁十字旋转门(turnstile)”问题。

下面是我的Java实现代码,不知道对不对。

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//MyTurstileTest.javainterface State{public abstract void DropCoinEventHappen(Context c);    public abstract  void PassEventHappen(Context c);}class Context {     private  State state = new LockedState(); public void CoinEventHappen(){ state.DropCoinEventHappen(this);   } public void PassEventHappen(){ state.PassEventHappen(this);   }   public void unlock(){System.out.println("正在执行开门操作.......");state = new UnLockedState(); }public void alarm(){System.out.println("注意! 有人强行越过旋转门.......");state = new LockedState();}public void lock(){System.out.println("正在执行关门操作........");state = new LockedState();  }public void refund(){System.out.println("退款中........");    state = new UnLockedState();}    }class LockedState implements State{public void DropCoinEventHappen(Context c){  c.unlock();//执行开门操作}      public void PassEventHappen(Context c){c.alarm();//报警      }}class UnLockedState implements State{public void DropCoinEventHappen(Context c){ c.refund();//退款}public void PassEventHappen(Context c){c.lock();//执行关门操作}}public class MyTurstileTest{public static void main(String[] args){Context c = new Context();System.out.println("地铁十字旋转门初始态为关的状态......");//起始状态地铁十字旋转门(turnstile)默认处于关的状态c.CoinEventHappen();//turnstile状态为关时,发生投币操作,事件发生后turnstile状态为开c.PassEventHappen();//turnstile状态为开时,发生人员通过事件,事件发生后turnstile状态为关c.PassEventHappen();//turnstile状态为关时,发生人员通过事件,事件发生后turnstile状态为开c.CoinEventHappen();//turstile状态为关时,发生投币操作,事件发生后turnstile状态为开}}

下面是程序运行代码运行结果的贴图

之状态模式学习篇

另外我想使用MFC结合状态模式和工厂模式做一个标准版的Windows计算器,大概分成左操作数状态、操作符状态、右操作数状态、结果状态、错误异常状态这5个状态,然后可能还要区分单目运算符和双目运算符等等,等我做完这个练习后把关键的状态图和C++相关类设计代码也传上来,算是对状态模式学习的一个总结吧。

以上就是之状态模式学习篇的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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    2025年12月18日 好文分享
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  • 如何修复C++中的”pure virtual function call”异常?

    “pure virtual func++tion call”异常通常出现在c++对象构造或析构过程中,根本原因是在这两个阶段调用了纯虚函数,导致无法正确解析。1. 构造函数或析构函数中直接调用纯虚函数会导致此问题;2. 基类构造函数调用的虚函数在派生类中被覆盖为纯虚函数也会触发异常;3. 析构函数中…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++17的filesystem如何使用 跨平台文件系统操作的完整指南

    c++++17的filesystem库提供跨平台文件系统操作的标准方法。使用步骤包括:1. 确保编译器支持c++17;2. 包含头文件并使用命名空间别名std::filesystem;3. 使用fs::exists()检查路径是否存在,fs::create_directory()创建目录,fs::r…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++ vector如何管理内存 动态扩容机制剖析

    vec++tor在容量不足时扩容,具体策略是按倍数增长,如msvc和gcc中通常为当前容量的2倍。1. 扩容触发时机包括push_back、insert、resize或reserve操作导致容量不足;2. 扩容时重新分配内存并将旧数据拷贝到新内存,预留空间随新容量增加;3. 可通过reserve预分…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++内联汇编何时能提升性能 关键路径下手写汇编优化指南

    内联汇编适合性能敏感且能利用硬件特性的场景,如simd加速、低延迟处理及编译器优化不足时。1. 适用场景包括特定指令集加速、低延迟需求和编译器未优化代码。2. 判断依据为:先用性能工具定位热点,尝试编译器优化并检查生成的汇编。3. 注意事项包括保护寄存器、防止编译器重排、正确使用约束和考虑平台兼容性…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 现代C++的std variant怎么替代union 类型安全的多态存储实现

    std::variant通过类型安全和自动生命周期管理替代union并实现多态存储。1. 它在编译时进行类型检查,避免类型不安全问题;2. 自动管理对象生命周期,无需手动处理内存;3. 使用std::get或std::visit访问值,其中std::visit支持灵活的多态处理;4. 可存储基类与派…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++ STL bitset能解决什么问题 展示位集合的实际应用场景

    bitset在c++++ stl中用于高效处理固定数量的二进制状态,其核心优势包括:1. 节省空间并提供直观的位操作接口;2. 支持状态压缩与高效传输,适用于网络通信和游戏存档;3. 实现集合运算如权限判断、标签筛选等;4. 注意其大小固定且不支持动态扩展,访问越界会导致未定义行为。 在 C++ S…

    2025年12月18日 好文分享
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  • static关键字有什么作用?指定静态存储期或类成员

    static关键字主要有两个作用:指定静态存储期和类成员的静态属性。一、用于变量时,延长生命周期至整个程序运行期间并限制作用域,如函数内保存状态或控制访问范围;二、用于类成员时,表示该成员属于类而非对象,所有实例共享且可通过类名直接访问,适合统计对象数量或维护全局配置;三、不同语言中行为略有差异,如…

    2025年12月18日
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  • C++枚举类型怎么定义和使用 强类型enum与传统enum区别

    c++++中的枚举类型分为传统enum和强类型enum class。1. 传统enum定义如enum color { red, green, blue };,值默认从0开始递增,可显式赋值;2. 枚举值位于全局作用域,易命名冲突,支持隐式转为int;3. 强类型enum class如enum cla…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 怎样用C++处理压缩包内文件 使用libzip操作ZIP归档内容

    如何用 c++++ 的 libzip 库操作 zip 文件?1. 安装 libzip:ubuntu/debian 用 apt-get,macos 用 homebrew,windows 用 vcpkg 或源码编译;2. 打开 zip 文件并读取文件列表,使用 zip_open、zip_get_num_…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++如何实现单例模式 C++单例模式的设计与代码示例

    1.如何保证c++++单例模式的线程安全性?使用std::mutex和std::lock_guard确保在多线程环境下仅创建一个实例;2.c++单例模式有哪些常见的变体?包括懒汉式、饿汉式和meyers’ singleton,其中meyers’ singleton利用c++1…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++中如何管理动态内存分配_内存池实现方案详解

    内存池是一种预先分配内存并按需管理的技术,用于提升效率、减少碎片。其优势包括更快的分配速度、减少内存碎片和更好的控制能力。适用场景为频繁分配小块内存或对性能要求高的环境。实现包含内存块、空闲链表、分配与释放函数。选择内存池大小应基于应用需求,块大小应匹配分配需求。高级用法包括多线程支持、内存对齐、动…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++ map和unordered_map如何选择 比较哈希表与红黑树的查找效率

    在c++++中选择map还是unordered_map取决于具体场景。1. 底层结构上,map基于红黑树实现,元素按键排序且操作复杂度为o(log n),而unordered_map基于哈希表实现,无序但平均查找效率为o(1)。2. 查找效率方面,unordered_map适合键分布均匀、频繁查询的…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 怎样配置C++代码格式化工具 Clang-Format实践教程

    配置 c++lang-format 来格式化 c++ 代码并不难,关键在于细节调整以贴合团队风格并高效使用。1. 从基础配置文件开始,通过命令生成基于 llvm 风格的模板,并根据需求修改 indentwidth、pointeralignment、breakbeforebraces 等常见选项。2.…

    2025年12月18日
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  • STL关联容器怎样保证高效查找 分析map set底层红黑树结构

    map和set高效查找的核心在于底层红黑树结构。1.红黑树是自平衡二叉搜索树,通过旋转和颜色调整保持平衡,确保查找、插入和删除的平均时间复杂度为o(log n);2.map存储键值对,set仅存储唯一键,适用于不同场景;3.红黑树节点颜色遵循严格规则,如根节点为黑色、红色节点子节点必须为黑色等,以维…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++中如何优化小对象分配 使用内存池提高小内存分配效率

    内存池是一种预先申请并管理内存分配的技术,适合固定大小小对象的高效分配。其核心在于减少系统调用开销、降低碎片化、提高缓存命中率。实现步骤包括:①预分配大块内存;②按对象大小切分槽位;③用空闲链表管理可用槽位;④分配和释放时操作链表。使用时需注意适用场景、线程安全、内存回收及调试复杂度。c++++标准…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 怎样用C++实现文件版本管理 基于哈希值的文件变更检测

    基于哈希值的文件变更检测系统能有效识别文件内容变化。其核心原理是为文件生成唯一“指纹”(如md5、sha1、sha256),一旦内容变动,哈希值将完全不同。使用c++++实现主要包括以下步骤:①读取文件内容至内存;②调用加密库(如openssl、boost)计算哈希值;③将结果保存至数据库或配置文件…

    2025年12月18日 好文分享
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  • C++中如何使用概念约束模板_模板进阶技巧

    概念是c++++20引入的用于约束模板参数类型的机制,它明确声明模板参数必须满足的要求。1. 它通过requires关键字定义,例如定义sortable概念要求类型支持;3. 也可将requires子句放在模板声明后或使用逻辑运算组合多个约束;4. 相比std::enable_if,概念语法更清晰、…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 如何理解C++20的span容器 安全访问连续内存范围的实践

    c++++20的span容器是一种非拥有型内存视图,提供安全、高效访问连续内存的方法。它不管理数据生命周期,仅引用已有内存区域,适用于数组、vector和c风格数组。其优势包括:1.安全性:通过at()方法实现边界检查;2.灵活性:兼容多种内存结构;3.性能优越:无额外拷贝或分配;4.易用接口:提供…

    2025年12月18日 好文分享
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  • 怎样用C++读取文件全部内容?多种文件读取方案对比

    在c++++中读取文件全部内容有多种方法,需根据场景选择。一、使用 ifstream + stringstream:适合小文件或无需高性能的场景,代码简洁但效率不高,注意检查文件是否打开成功;二、逐行读取:适合文本文件和内存敏感场景,节省内存便于逐行处理,但拼接全文需额外操作,注意换行符差异;三、一…

    2025年12月18日 好文分享
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