Design Pattern的思考：状态模式

key · 发表于 7-5-2009 22:43:50

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直觉上说，状态Design Pattern并不难理解。GoF的书举的是TCP连接状态的例子。
我觉得这本书并没有把状态模式说得很清楚。本文的目的就是想把这相设计模式按照
我的理解，进一步说明一下。

首先，既然是状态模式，最先有的自然是状态。通过分析GoF的程序，我画到了下面
的一个简化的状态图。

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7-5-2009 22:43 上传

GoF的书难理解的部分，很可能就是少了这个作为讨论前提的状态图。依据这个状态图，
我不妨先用传统的状态实现方式来实现它，比如用switch语句：

Switch(CurrentState)
{
Case ‘Closed’:
{
Switch(ReceivedMessage)
{
Case ‘ActiveOpen’:
CurrentState = Established; break;
Case ‘PassiveOpen’:
CurrentState = Listening; break;
Default:
Assert(“Programming error here”);
}
}
Case ‘Established’:
Switch(ReceivedMessage)
{
Case ‘Close’:
CurrentState = Listening; break;
Default:
Assert(“Programming error here”);
}
Case ‘Listening’:
Switch(ReceivedMessage)
{
Case ‘Close’:
CurrentState = Closed; break;
Case ‘Send’:
CurrentState = Established; break;
Default:
Assert(“Programming error here”);
}
Default:
Assert(“Unknown status”);
}

复制代码

通过多层嵌套的Switch语句来实现的状态转换带来了很大的维护代价，也不容易编写正确。
现在我开始采用状态模式来实现。

首先了解状态的使用类，也就是Client类。

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7-5-2009 22:43 上传

这个类在GoF的书中叫做Context类。设计这个类的方法很简单，就是直接把上面状态图中所有的
转换消息对应设计成Operation放进类中。另外，还加入了状态转换方法ChangeState()，用来
转换自己的状态。

GoF把这个类定义为Context，中文意思大致是上下文类吧。GoF不把它叫做Client是有道理的，
按我自己的理解，这个类本身是用来被别人调用；它对外提供了状态使用的接口，只是这些接口
采用delegate的方式代理给了TCPState。

现在我们来看状态类：

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coredump · 发表于 7-5-2009 23:08:15

See SCXML and Qt State Machine Framework

key · 发表于 7-5-2009 23:53:16

原帖由 coredump 于 7-5-2009 23:08 发表

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See SCXML and Qt State Machine Framework

这个是真正的有限状态机。如果我没有估计错（很可能估计错，哈哈），是需要程序需把有限状态机画好，编好码，然后在弄进去。
纯粹的有限状态机是一个数据结构和算法问题。我想，状态模式的着眼点并不是这样一个有点接近数学问题的处理上，而是一个更为
程序员熟悉和接受的状态转变问题上。

不知道我说得对不对，没有认真看core同学给出的url

coredump · 发表于 8-5-2009 00:19:20

对，就是有限状态机，类似的还有Boost.Statechart , 其实和状态模式是一回事，就是个状态转换器，重型的switch，游戏编程中就会经常用到这个模式。上面那个TCP状态转换的例子，最经典的表达就是用有限状态机，所谓状态模式只是把有限状态机这个概念用不严格的定义简化表达了一下。

key · 发表于 8-5-2009 01:40:00

原帖由 coredump 于 8-5-2009 00:19 发表

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对，就是有限状态机，类似的还有Boost.Statechart , 其实和状态模式是一回事，就是个状态转换器，重型的switch，游戏编程中就会经常用到这个模式。上面那个TCP状态转换的例子，最经典的表达就是用有限状态机，所谓状 ...

我倒是喜欢这个“不严格”的模式。真正的有限状态机太数学，太严肃了，你看有多少人愿意把MIT的ALG那本书看完？反正我自己就不愿意，哈哈哈

hoopoos · 发表于 8-5-2009 09:40:12

我们的一个以Swing为Client的产品，曾经广泛应用State模式，具体来说就是每个菜单对应的Task，是一组wizard panel，每个panel都有next ，back，cancel，finish这些button，相对应的就是状态的转换。

procoder · 发表于 8-5-2009 12:13:24

对于类似上面的应用，我会用map应对switch，map是从配置文件配置的，当然第一层switch还是用state pattern，因为不同的state，map不一样的。

hoopoos · 发表于 8-5-2009 14:25:37

我们的状态类，是通过UML的activitity diagram经过正向工程generate的code。

key · 发表于 8-5-2009 16:50:19

原帖由 procoder 于 8-5-2009 12:13 发表

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对于类似上面的应用，我会用map应对switch，map是从配置文件配置的，当然第一层switch还是用state pattern，因为不同的state，map不一样的。

map/switch方案和state模式是两个不同方向的实现。
从目前来说，支持map方案的我觉得会占大多数，因为configurable很重要。
再加上state模式带来的子类过多问题，的确很头痛。

从实现方案而言，我也支持configurable的map方案，甚至可以基于SAX通过XML来驱动。

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