【设计模式系列】行为型模式之Status模式

概要
本来不准备写Status模式，因为它跟Strategy模式简直就是对孪生兄弟，类结构类似，处理方式类似，相像的几乎没有多少好说的，后来权衡了下，毕竟这也是GOF单独提出来的一种模式，而且Status模式跟Stragegy模式的关注点多少还是有些不同的。那么Status模式到底能做什么，怎么做的呢？
程序中经常会涉及到各种状态，每种状态下会有不同的处理逻辑，状态之间能进行切换，切换状态的同时也需要改变它们的行为，这种情况下我们的程序很容易陷入各种耦合的泥潭，Status模式可以帮助我们解决这类问题，使程序易于扩展，调理清晰。其实Strategy模式封装的是算法间的切换，而Status模式做的则是状态间的切换，关注点不同，但思路则是一样的。Strategy模式可以参考下文：
【设计模式系列】行为型模式之Strategy模式

目的
把各种状态独立封装，而把状态切换及相应处理隔离出来，使对象在改变内部状态时也改变对应状态的行为。

实例
开发一个项目管理系统，项目会经历各个阶段（可以看做各个状态），这里假设只考虑4个阶段：需求，设计，编码，测试。处于不同阶段时，系统可以输出不同的项目文档报告，比如需求阶段输出需求文档，设计时为设计文档，编码时为代码评审记录，测试时则是测试文档。看看基于Status模式会怎么考虑。
我们把各种阶段（状态）封装到不同的类，每个状态类都会有Report方法来处理不同的报告内容，而这些状态类不会去关心状态怎么切换，行为怎么改变，这些处理会封装到独立的Context类，类图和代码如下：

class Status {
public:
     virtual void Report() = 0;
};
class RequirementSts : public Status {
public:
     virtual void Report() {};
};
class DesignSts : public Status {
public:
     virtual void Report() {};
};
class CodingSts : public Status {
public:
     virtual void Report() {};
};
class TestingSts : public Status {
public:
     virtual void Report() {};
};
class Context {
public:
     Context(Status* sts) {
          mSts = sts;
     }
     void SetStatus(Status* sts) {
          mSts = sts;
     }
     void Report() {
          mSts->Report();
     }
private:
     Status* mSts;
};

Client可以这样去使用：

Status* require = new RequirementSts();
Context* cntxt = new Context(require);
cntxt ->Report();     // requirement report
Status* design = new DesignSts();
Context* cntxt = new Context(design);
cntxt ->Report();     // design report
......

可以看出当Context类的状态发生变化时，对应的行为也会自动变化。当然我们还能更进一步，可以把状态变化的流程也封装到Context类中，首先Context类需要包含四种状态的对象，也就是在构造函数参数中需要传递一个状态组，然后把状态切换的流程封装到NextStatus方法，Client可以通过调用NextStatus方法自动切换状态和行为，代码如下：

class Context {
public:
     Context(Status** sts, int stsCount) {
          mSts = sts;
          mCount = stsCount;
          mIndex = 0;
     }
     void NextStatus() {
          mIndex++;
          if (mIndex >= mCount) {
               mIndex = 0;
          }
     }
     void Report() {
          mSts[mIndex]->Report();
     }
private:
     Status** mSts;
     int mCount;
     int mIndex;
};

Client的调用：

Status* sts[4];
sts[0] = new RequirementSts();
sts[1] = new DesignSts();
sts[2] = new CodingSts();
sts[3] = new TestingSts();
Context* cntxt = new Context(sts);
cntxt ->Report();     // requirement report
cntxt->NextStatus();
cntxt ->Report();     // design report
cntxt->NextStatus();
cntxt ->Report();     // coding report
cntxt->NextStatus();
cntxt ->Report();     // testing report

应用

当需要涉及多状态切换以及相应行为转换的问题时都可以考虑使用Status模式，它可以让代码逻辑更清晰，耦合更少，便于扩展。但是它也有一个缺点，就是由于需要把所有状态都封装成单独的类，会使系统模块增加很多类，所以这里需要在状态逻辑切换复杂度和类膨胀之间权衡一下。当然，总的来说Status模式还是一种很常见常用，比较受欢迎的模式之一。