一、應用背景

• 某對象發生變化時，其所能做的操作也隨之變化。
• 應用程序的可維護性和重用性差
• 代碼的邏輯較復雜

二、狀態模式

2.1 解決的問題

• 允許一個對象在其內部狀態改變時改變化的行為

2.2 角色

• 環境類（Context）：客戶使用的對象料。維護一個State子類的實例，這個實例定義當前狀態
• 抽象狀態類（State）：定義一個抽象以封裝瑟Context的一個特定狀態相關的行為
• 具體狀態類（ConcreteState）：每一子類實現一個與Context的一個狀態相關的行為

2.3 實現步驟

• 定義抽象狀態類，實現當前系統的真實狀態繼承自此抽象狀態類
• 定義Context類，具有狀態的類，其中包含抽象狀態類的對象
• 定義具體狀態類，實現當前系統的真實狀態類
  • 當Context類執行某個接口的方法時，去調用真實狀態類的實現方法
  • 當Context類修改狀態時，修改Context類的真實狀態對象

三、通用設計類圖

• Context：上下文/環境類，即狀態的擁有者
• State：抽取出的抽象狀態類，里面規定了該類擁有的行
• Concrete StateA：具體的狀態類

四、實現

• 設置酒店房間管理功能

4.1 設計類圖

• 房間類：環境類，狀態擁有者
• 房間狀態類：抽象類，定義房間的狀態信息
• xxx狀態類：各種不同的房間狀態信息，繼承自房間狀態類

4.2 狀態轉換圖

4.3 代碼實現

#include <iostream>class Room;class State
{
public:virtual std::string getState() = 0;virtual void book(Room* room) = 0;virtual void checkin(Room* room) = 0;virtual void unbook(Room* room) = 0;virtual void checkout(Room* room) = 0;
};class Room
{
protected:State* s;public:std::string getState(){return s->getState();}void setState(State* a){s = a;}void book(){s->book(this);}void checkin(){s->checkin(this);}void unbook(){s->unbook(this);}void checkout(){s->checkout(this);}
};class FreeState : public State
{
public:std::string getState() override{return "當前為空閑狀態";}void book(Room* room) override;void checkin(Room* room) override;void unbook(Room* room) override{std::cout << "當前為空閑狀態，無法進行取消預定操作" << std::endl;}void checkout(Room* room) override{std::cout << "當前為空閑狀態，無法進行退房操作" << std::endl;}
};class BookState : public State
{
public:std::string getState() override{return "當前為預定狀態";}void book(Room* room) override{std::cout << "當前已經是預定狀態，無須重復預訂" << std::endl;}void checkin(Room* room) override;void unbook(Room* room) override;void checkout(Room* room) override{std::cout << "當前是預定狀態，無須退房" << std::endl;}
};class CheckinState : public State
{
public:std::string getState() override{return "當前為入住狀態";}void book(Room* room) override{std::cout << "當前是入住狀態，無法預定" << std::endl;}void checkin(Room* room) override{std::cout << "當前是入住狀態，無須重復入住" << std::endl;}void unbook(Room* room) override{std::cout << "當前是入住狀態，無法取消預定" << std::endl;}void checkout(Room* room) override{std::cout << "退房操作" << std::endl;room->setState(new FreeState());}
};void FreeState::book(Room* room)
{std::cout << "預訂操作" << std::endl;room->setState(new BookState());
}void FreeState::checkin(Room* room)
{std::cout << "入住操作" << std::endl;room->setState(new CheckinState());
}void BookState::checkin(Room* room)
{std::cout << "入住操作" << std::endl;room->setState(new CheckinState());
}void BookState::unbook(Room* room)
{std::cout << "取消預訂操作" << std::endl;room->setState(new FreeState());
}int main()
{Room* r = new Room();State* s = new FreeState();r->setState(s);std::cout << "=============================" << std::endl;std::cout << r->getState() << std::endl;std::cout << "=============================" << std::endl;r->checkin();std::cout << r->getState() << std::endl;std::cout << "=============================" << std::endl;r->checkout();r->book();r->checkout();std::cout << r->getState() << std::endl;return 0;
}