Паттерн Состояние на C++

Состояние – это поведенческий паттерн, позволяющий динамически изменять поведение объекта при смене его состояния.

Поведения, зависящие от состояния, переезжают в отдельные классы. Первоначальный класс хранит ссылку на один из таких объектов-состояний и делегирует ему работу.

Особенности паттерна на C++

Сложность:   

Популярность:   

Применимость: Паттерн Состояние часто используют в C++ для превращения в объекты громоздких стейт-машин, построенных на операторах switch.

Признаки применения паттерна: Методы класса делегируют работу одному вложенному объекту.

Концептуальный пример

Этот пример показывает структуру паттерна Состояние, а именно – из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.

main.cc: Пример структуры паттерна

#include <iostream>
#include <typeinfo>
/**
 * Базовый класс Состояния объявляет методы, которые должны реализовать все
 * Конкретные Состояния, а также предоставляет обратную ссылку на объект
 * Контекст, связанный с Состоянием. Эта обратная ссылка может использоваться
 * Состояниями для передачи Контекста другому Состоянию.
 */

class Context;

class State {
  /**
   * @var Context
   */
 protected:
  Context *context_;

 public:
  virtual ~State() {
  }

  void set_context(Context *context) {
    this->context_ = context;
  }

  virtual void Handle1() = 0;
  virtual void Handle2() = 0;
};

/**
 * Контекст определяет интерфейс, представляющий интерес для клиентов. Он также
 * хранит ссылку на экземпляр подкласса Состояния, который отображает текущее
 * состояние Контекста.
 */
class Context {
  /**
   * @var State Ссылка на текущее состояние Контекста.
   */
 private:
  State *state_;

 public:
  Context(State *state) : state_(nullptr) {
    this->TransitionTo(state);
  }
  ~Context() {
    delete state_;
  }
  /**
   * Контекст позволяет изменять объект Состояния во время выполнения.
   */
  void TransitionTo(State *state) {
    std::cout << "Context: Transition to " << typeid(*state).name() << ".\n";
    if (this->state_ != nullptr)
      delete this->state_;
    this->state_ = state;
    this->state_->set_context(this);
  }
  /**
   * Контекст делегирует часть своего поведения текущему объекту Состояния.
   */
  void Request1() {
    this->state_->Handle1();
  }
  void Request2() {
    this->state_->Handle2();
  }
};

/**
 * Конкретные Состояния реализуют различные модели поведения, связанные с
 * состоянием Контекста.
 */

class ConcreteStateA : public State {
 public:
  void Handle1() override;

  void Handle2() override {
    std::cout << "ConcreteStateA handles request2.\n";
  }
};

class ConcreteStateB : public State {
 public:
  void Handle1() override {
    std::cout << "ConcreteStateB handles request1.\n";
  }
  void Handle2() override {
    std::cout << "ConcreteStateB handles request2.\n";
    std::cout << "ConcreteStateB wants to change the state of the context.\n";
    this->context_->TransitionTo(new ConcreteStateA);
  }
};

void ConcreteStateA::Handle1() {
  {
    std::cout << "ConcreteStateA handles request1.\n";
    std::cout << "ConcreteStateA wants to change the state of the context.\n";

    this->context_->TransitionTo(new ConcreteStateB);
  }
}

/**
 * Клиентский код.
 */
void ClientCode() {
  Context *context = new Context(new ConcreteStateA);
  context->Request1();
  context->Request2();
  delete context;
}

int main() {
  ClientCode();
  return 0;
}

Output.txt: Результат выполнения

Context: Transition to 14ConcreteStateA.
ConcreteStateA handles request1.
ConcreteStateA wants to change the state of the context.
Context: Transition to 14ConcreteStateB.
ConcreteStateB handles request2.
ConcreteStateB wants to change the state of the context.
Context: Transition to 14ConcreteStateA.

Теги