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C++状态模式管理行为随状态变化

P粉602998670

发布： 2025-09-10 09:08:01

原创

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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。

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#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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};

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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;

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}