Behavior.State（行为型模式—状态模式）

状态模式（State Pattern）的定义

（1）定义：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。

　　①状态和行为，它们的关系可以描述为“状态决定行为”

　　②因状态是在运行期被改变，行为也会在运行期根据状态的改变而改变。看起来，同一个对象，在不同的运行时刻，行为是不一样的，就像是类被修改了一样。

（2）状态模式的结构和说明

 

　　①Context：环境，也称上下文，通常用来定义客户感兴趣的接口，同时维护一个来具体处理当前状态的实例对象。

　　②State：状态接口，用来封装与上下文的一个特定状态所对应的行为。

　　③ConcreteState：具体实现状态处理的类，每个类实现一个跟上下文相关的状态的具体处理。

思考状态模式

（1）状态模式的本质：根据状态来分离和选择行为

（2）状态和行为

　　①状态模式的功能就是把状态和状态对应的行为分离出来，每个状态所对应的功能处理封装在一个独立的类里。通过维护状态的变化，来调用不同状态对应的不同功能。

　　②为了操作不同的状态类，定义一个状态接口来约束它们，这样外部就可以面向这个统一的状态接口编程，而无须关心具体的状态类实现了。

　　③状态和行为是相关联的，它们的关系可以描述为状态决定行为。因状态是在运行期被改变，行为也会在运行期根据状态的改变而改变，看起来，同一个对象，在不同的运行时刻，行为是不一样的，就像是类被修改了一样。

（3）行为的平行性

　　①注意是平行性，而不是平等性。所谓的平行性指的是各个状态的行为所处的层次是一样的，相互独立的、没有关联的，是根据不同的状态来决定到底走平行线的哪一条。因为行为是不同的，当然对应的实现也是不同的，相互之间是不可替换的。

 

　　②平等性：强调用的可替换性，大家是同一行为的不同描述或实现，因此在同一个行为发生的时候，可以根据条件挑选任意一个实现来进行相应的处理。

 

　　③状态模式的结构和策略模式的结构完全一样。但是它们的目的、实现、本质却完全不同。还有行为之间的特性也是状态模式和策略模式的一个很重要的区别，状态模式的行为是平行性，不可相互替换的；而策略模式的行为是平等的，是可以相互替换的。

（4）Context和state

　　①在状态模式中，上下文持有state对象，但上下文本身并不处理跟状态相关的行为，而是把处理状态的功能委托给了状态对应的状态处理类来处理。

　　②在具体的状态处理类中经常需要获取上下文自身的数据，甚至在必要的时候回调上下文中的方法。因此，通常将上下文自身当作一个参数传递给具体的状态处理类。

　　③客户端一般只和上下文交互。客户端通常不负责运行期间状态的维护，也不负责决定后续到底使用哪一个具体的状态处理对象，这点与策略模式是不同的。

（5）不完美的OCP体验（开闭原则）

　　①修改功能：由于每个状态对应的处理己经封装到对应的状态类中了，要修改己有的某个状态的功能，直接进行修改那个类就可以了，对其他程序没有影响。

　　②添加新的实现类：得修改Context中request方法。这不完全遵循OCP原则。这要说明一下，设计原则是大家在设计和开发中尽量去遵守的，但不是一定要遵守，尤其是完全遵守。因为实际开发中，完全遵守那些原则几乎是不可能完成的任务。

（6）创建和销毁状态对象

　　①如果要进入的状态在运行时是不可知的，而且上下文是比较稳定的，不会经常改变状态，而且使用也不频繁的，可以在需要状态对象的时候创建，使用完销毁它们。

　　②如果状态改变很频繁，也就是需要频繁的创建状态对象，而且状态对象还存储着大量的数量信息，这种情况可以提前创建它们并且始终不销毁。

　　③如果无法确定状态改变是否频繁，而且有些状态对象的数据量大，有些比较小，一切都是未知的，可以采用延迟加载和缓存结合的方式，就是当第一次需要使用状态对象时创建，使用完后并不销毁对象，而是把这个对象缓存起来，等待一下次使用，而且在合适的时候，由缓存框架销毁状态对象。在实际工程开发过程中，这个方案是首选，因为它兼顾了前两种方案的优点，又避免了它们的缺点。

【编程实验】你公司力排万难终于获得某个酒店的系统开发项目，并且最终落到了你的头上。下图是他们系统的主要工作(够简单)。 当你第一眼看到这个系统的时候你就看出来了这是一个状态图，每个框框都代表了房间的状态，箭头表示房间状态的转换。分析如下：房间有三个状态：空闲、已预订、已入住，状态与状态之间可以根据客户的动作来进行转换。定义每个状态的值。

//声明文件

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;



class CAbsState{
public:
	virtual void BookRoom() = 0;//预订房间 
	virtual void UnsubscribeRoom() = 0;//退订房间 
	virtual void CheckInRoom() = 0;//入住
	virtual void CheckOutRoom() = 0;//退房
};

//房间  
class CRoom{
private:
	CAbsState* pFreeState;//空闲状态
	CAbsState* pCheckInState;//入住状态
	CAbsState* pBookedState;//预订状态
	CAbsState* pCurrState;//当前状态
public:
	CRoom();
	~CRoom();
	void BookRoom();
	void UnsubscribeRoom();
	void CheckInRoom();
	void CheckOutRoom();
	void RoomState();
public:
	void SetFreeState(CAbsState* freestate);
	CAbsState* GetFreeState();
	void SetCheckInState(CAbsState* checkinstate);
	CAbsState* GetCheckInState();
	void SetBookedState(CAbsState* bookedstate);
	CAbsState* GetBookedState();
	void SetCurrState(CAbsState* currstate);
	CAbsState* GetCurrState();
};
//空闲状态只能预订和入住
class CFreeState : public CAbsState{
private:
	CRoom* pRoom;
public:
	CFreeState(CRoom* room);
	void BookRoom();
	void CheckInRoom();
	void UnsubscribeRoom();
	void CheckOutRoom();
};
//预定的房间可以退订和入住
class CBookedState : public CAbsState{
private:
	CRoom* pRoom;
public:
	CBookedState(CRoom* room);
	void BookRoom();
	void CheckInRoom();
	void CheckOutRoom();
	void UnsubscribeRoom();
};

// 入住可以退房 
class CCheckInState : public CAbsState{
private:
	CRoom* pRoom;
public:
	CCheckInState(CRoom* room);
	void BookRoom();
	void CheckInRoom();
	void CheckOutRoom();
	void UnsubscribeRoom();
};

//实现文件

void CRoom::BookRoom(){ pCurrState->BookRoom();}//预订房间
void CRoom::UnsubscribeRoom(){pCurrState->UnsubscribeRoom();}//退订房间
void CRoom::CheckInRoom(){pCurrState->CheckInRoom();}//入住
void CRoom::CheckOutRoom(){pCurrState->CheckOutRoom();}//退房
void CRoom::RoomState(){cout << "该房间的状态是：" << typeid(*pCurrState).name() << endl;}
void CRoom::SetFreeState(CAbsState* freestate){pFreeState = freestate;}
CAbsState* CRoom::GetFreeState(){return pFreeState;}
void CRoom::SetCheckInState(CAbsState* checkinstate){pCheckInState = checkinstate;}
CAbsState* CRoom::GetCheckInState(){return pCheckInState;}
void CRoom::SetBookedState(CAbsState* bookedstate){pBookedState = bookedstate;}
CAbsState* CRoom::GetBookedState(){return pBookedState;}
void CRoom::SetCurrState(CAbsState* currstate){pCurrState = currstate;}
CAbsState* CRoom::GetCurrState(){return pCurrState;}


CFreeState::CFreeState(CRoom* room){pRoom = room;}
void CFreeState::BookRoom(){
	cout << "您已经成功预订了..." << endl;
	pRoom->SetCurrState(pRoom->GetBookedState());//状态变成已经预订
}
void CFreeState::CheckInRoom(){
	cout << "您已经成功入住了..." << endl;
	pRoom->SetCurrState(pRoom->GetCheckInState());//状态变成已经入住
}
void CFreeState::UnsubscribeRoom(){/*不需要做操作*/}
void CFreeState::CheckOutRoom(){/*不需要做操作*/}

//预定的房间可以退订和入住

CBookedState::CBookedState(CRoom* room){pRoom = room;}
void CBookedState::BookRoom(){cout << "该房间已近给预定了..." << endl;}
void CBookedState::CheckInRoom(){
	cout << "入住成功" << endl;
	pRoom->SetCurrState(pRoom->GetCheckInState());
}
void CBookedState::CheckOutRoom(){/*不需要做操作*/}
void CBookedState::UnsubscribeRoom(){
	cout << "退订成功,欢迎下次光临" << endl;
	pRoom->SetCurrState(pRoom->GetFreeState());//变成空闲状态
}

// 入住可以退房 
CCheckInState::CCheckInState(CRoom* room){pRoom = room;}
void CCheckInState::BookRoom(){
	cout << "该房间已经入住了..." << endl;
}
void CCheckInState::CheckInRoom(){
	cout << "该房间已经入住了..." << endl;
}
void CCheckInState::CheckOutRoom(){
	cout << "退房成功..." << endl;
	pRoom->SetCurrState(pRoom->GetFreeState());//状态变成空闲
}
void CCheckInState::UnsubscribeRoom(){/*不需要做操作*/}



CRoom::CRoom(){//房间的三个状态 
	pFreeState = new CFreeState(this);
	pCheckInState = new CCheckInState(this);
	pBookedState = new CBookedState(this);
	pCurrState = pFreeState;////初始状态为空闲 
}
CRoom::~CRoom(){
	delete pFreeState;
	delete pCheckInState;
	delete pBookedState;
}

//测试客户端

void main()
{
	CRoom* pRoom1 = new CRoom();
	CRoom* pRoom2 = new CRoom();
	//第一间房 : 预订--->入住---预订
	cout << "第一间房***************************" << endl;
	pRoom1->BookRoom();
	pRoom1->CheckInRoom();
	pRoom1->BookRoom();//Failed
	pRoom1->RoomState();
	cout << "第二间房***************************" << endl;
	pRoom2->CheckInRoom();
	pRoom2->BookRoom();//Failed
	pRoom2->CheckOutRoom();
	pRoom2->BookRoom();
	pRoom2->RoomState();
	delete pRoom1;
	delete pRoom2;
}