也谈状态模式

原创

小君君

修改于 2020-08-24 14:39:10

3850

修改于 2020-08-24 14:39:10

文章被收录于专栏：云短信服务

看到上面的这个状态转换图，一般来说我们还想不到用状态机模式去解决，因为太简单了，简单得可能几行代码就处理了。

switch-case 大法

通常我们一般会使用下面的代码处理状态机流转的需求，

enum Event {
  EVENT_LOGIN,    // 登录事件
  EVENT_LOGOUT,   // 登出事件
  EVENT_EXPIRED,  // 登录过期事件
  EVENT_UNKNOWN,
};

enum State {
  STATE_START,    // 初始状态
  STATE_LOGIN,    // 登录状态
  STATE_UNKNOWN,
};

struct Context {
  State state_;
};

void SwitchCaseMethod(Event event, Context &context) {
  switch (event) {
    case EVENT_LOGIN:
      // do something for login event
      context.state_ = STATE_LOGIN;
      break;
    case EVENT_LOGOUT:
      // do something for logout event
      context.state_ = STATE_START;
      break;
    case EVENT_EXPIRED:
      // do something for expired event
      context.state_ = STATE_START;
      break;
    default:
      // ignore
      break;
  }
}

但是如果状态机的复杂度增加到下面这样，

使用 switch-case 写出来的很可能就会像面条一样了，

表驱动

当然我们如果做出适当的抽象，可以写出类似于下面的代码，

enum Event {
  EVENT_LOGIN,    // 登录事件
  EVENT_LOGOUT,   // 登出事件
  EVENT_EXPIRED,  // 登录过期事件
  EVENT_UNKNOWN,
};

enum State {
  STATE_START,    // 初始状态
  STATE_LOGIN,    // 登录状态
  STATE_UNKNOWN,
};

struct Context {
  State state_;
};

typedef void (*EventHandler)(Context &context);

void LoginHandler(Context &context) {}
void LogoutHandler(Context &context) {}
void ExpiredHandler(Context &context) {}

#define TABLE_SIZE 255

EventHandler EventHandlerTable[TABLE_SIZE] = {0};

void TableDriveInit() {
  EventHandlerTable[EVENT_LOGIN] = LoginHandler;
  EventHandlerTable[EVENT_LOGOUT] = LogoutHandler;
  EventHandlerTable[EVENT_EXPIRED] = ExpiredHandler;
}

void TableDriveMethod(Event event, Context &context) {
  if (event >= TABLE_SIZE) {
    return;
  }
  auto handler = EventHandlerTable[event];
  if (NULL != handler) {
    handler(context);
  }
}

代码的可维护性提高了好多，看起来很干净。但是如果事件增加到几十个，状态也增加到几十个，上面的方式也让人吃不消了，那么我们需要引出状态模式解决我们的问题了。

状态模式

状态模式的定义可以在这里找到，可以发现状态模式似乎和我们的处理逻辑有些差异，那就是抽象的状态方法只有一个 doAction，和我们 login、logout 和 expired 有些差异，那么我们只需要增加几个方法即可，就像下面这样，

enum Event {
  EVENT_LOGIN,    // 登录事件
  EVENT_LOGOUT,   // 登出事件
  EVENT_EXPIRED,  // 登录过期事件
  EVENT_UNKNOWN,
};

enum State {
  STATE_START,    // 初始状态
  STATE_LOGIN,    // 登录状态
  STATE_UNKNOWN,
};

struct Context {
  State state_;
};

class AbstractState {
 public:
  virtual void onLogin(Context &context) {}
  virtual void onLogout(Context &context) {}
  virtual void onExpired(Context &context) {}
};

class StartState : public AbstractState {
 public:
  virtual void onLogin(Context &context) {
    // do something and transfer to new state
    context.state_ = STATE_LOGIN;
  }
};

class LoginState : public AbstractState {
  virtual void onLogout(Context &context) {
    // do something and transfer to new state
    context.state_ = STATE_START;
  }
  virtual void onExpired(Context &context) {
    // do something and transfer to new state
    context.state_ = STATE_START;
  }
};

这样就能满足在每个状态下只做这个状态感兴趣的事情，其他的都可以忽略，这样我们能够应对大部分场景。