c++ - 如何根据对象的状态更改对象的接口(interface)？

Question

给定一个具有很多状态的相当复杂的对象，是否有一种模式可以根据该状态公开不同的功能？

举个具体的例子，想象一个 Printer 对象。

• 最初，该对象的界面允许您查询打印机的功能、更改纸张方向等设置以及开始打印作业。

• 启动打印作业后，您仍然可以查询，但不能启动另一项作业或更改某些打印机设置。你可以开始一个页面。

• 启动页面后，您可以发出实际的文本和图形命令。您可以“完成”页面。您不能同时打开两个页面。

• 某些打印机设置只能在页面之间更改。

一个想法是让一个 Printer 对象具有大量方法。如果您在不适当的时间调用方法(例如，尝试更改页面中间的纸张方向)，调用将失败。也许，如果您跳过序列并开始发出图形调用，Printer 对象可能会隐式调用 StartJob() 和 StartPage()方法根据需要。这种方法的主要缺点是调用者不太容易。界面可能会让人不知所措，并且顺序要求不是很明显。

另一个想法是将事物分解为单独的对象:Printer、PrintJob 和 Page。 Printer 对象公开查询方法和 StartJob() 方法。 StartJob() 返回一个 PrintJob 对象，该对象具有 Abort()、StartPage() 和用于更改的方法可更改的设置。 StartPage() 返回一个 Page 对象，该对象提供用于进行实际图形调用的接口(interface)。这里的缺点是机制之一。如何在不放弃对该对象生命周期的控制的情况下公开该对象的接口(interface)？如果我给调用者一个指向 Page 的指针，我不希望他们删除 它，并且在他们返回第一个之前我不能给他们另一个。

不要太在意打印示例。我正在寻找关于如何根据对象的状态呈现不同界面的一般性问题。

Answer 1

是的，它叫做 state pattern .

一般的想法是您的 Printer 对象包含一个 PrinterState 对象。 Printer 对象上的所有(或大多数)方法只是委托(delegate)给包含的 PrinterState。然后，您将拥有多个 PrinterState 类，它们以不同的方式实现方法，具体取决于在该状态下允许/不允许的内容。 PrinterState 实现也将提供一个“钩子(Hook)”，允许它们将 Printer 对象的当前状态更改为另一个状态。

这是一个包含几个状态的示例。这看起来很复杂，但如果你有复杂的特定于状态的行为，它实际上会使代码和维护变得更容易:

public abstract class PrinterState {
    private PrinterStateContext stateContext;

    public PrinterState( PrinterStateContext context ) {
        stateContext = context;
    }

    void StartJob() {;}
}

public class PrinterStateContext {
     public PrinterState currentState;
}


public class PrinterReadyState : PrinterState {

    public PrinterReadyState( PrinterStateContext context ) {
        super(context);
    }

    void StartJob() {
        // Do whatever you do to start a job..

        // Switch to "printing" state.
        stateContext.currentState = new PrinterPrintingState(stateContext);
    }
}

public class PrinterPrintingState : PrinterState {

    public PrinterPrintingState( PrinterStateContext context ) {
         super(context);
    }

    void StartJob() {
        // Already printing, can't start a new job.
        throw new Exception("Can't start new job, already printing");
    }
}


public class Printer : IPrinter {
    private PrinterStateContext stateContext;

    public Printer() {
        stateContext = new PrinterStateContext();
        stateContext.currentState = new PrinterReadyState(stateContext);
    }

    public void StartJob() {
        stateContext.currentState.StartJob();
    }
}