状态模式（State）的核心思想

状态模式允许对象在其内部状态改变时改变行为，使对象看起来似乎修改了它的类。该模式将状态相关的行为封装到独立的类中，并通过委托将这些行为委托给当前状态对象。

状态模式的结构

状态模式包含以下核心角色：

Context（上下文）：维护一个具体状态对象的实例，定义客户端需要的接口，并将状态相关的行为委托给当前状态对象处理。
State（抽象状态）：定义接口以封装与Context的特定状态相关的行为。
ConcreteState（具体状态）：实现抽象状态定义的接口，提供具体状态对应的行为实现。

C++ 实现示例

以下是一个简单的状态模式实现示例，模拟电灯的开关状态切换：

#include <iostream>

// 抽象状态类
class State {
public:
    virtual void handle() = 0;
    virtual ~State() = default;
};

// 具体状态：开状态
class OnState : public State {
public:
    void handle() override {
        std::cout << "Light is ON" << std::endl;
    }
};

// 具体状态：关状态
class OffState : public State {
public:
    void handle() override {
        std::cout << "Light is OFF" << std::endl;
    }
};

// 上下文类
class LightSwitch {
private:
    State* state;
public:
    LightSwitch() : state(new OffState()) {} // 初始状态为关

    void setState(State* newState) {
        delete state; // 释放旧状态
        state = newState;
    }

    void press() {
        state->handle(); // 委托给当前状态处理
    }

    ~LightSwitch() {
        delete state;
    }
};

int main() {
    LightSwitch lightSwitch;

    lightSwitch.press(); // 输出: Light is OFF

    lightSwitch.setState(new OnState());
    lightSwitch.press(); // 输出: Light is ON

    lightSwitch.setState(new OffState());
    lightSwitch.press(); // 输出: Light is OFF

    return 0;
}

状态模式的优点

封装状态转换逻辑：将状态转换规则封装在具体状态类中，简化上下文类的逻辑。
符合开闭原则：新增状态只需添加新的具体状态类，无需修改现有代码。
避免条件语句：通过多态替代大量的条件分支，提升代码可维护性。

状态模式的应用场景

对象的行为依赖于其状态，且状态可能在运行时动态改变。
需要避免大量与状态相关的条件判断语句，例如复杂的状态机实现。
多个对象共享相同状态逻辑时，可通过状态对象复用代码。

状态模式与策略模式的对比

状态模式：状态的变化是预设的（如自动切换），关注对象内部状态的改变对行为的影响。
策略模式：策略的变化是主动的（由客户端指定），关注算法的灵活替换。

实际工程中的注意事项

内存管理：在C++中需注意状态对象的生命周期，避免内存泄漏（如示例中的delete）。
性能优化：频繁状态切换时，可考虑使用对象池或享元模式共享状态对象。
线程安全：多线程环境下需确保状态切换的原子性（如加锁机制）。

通过合理使用状态模式，可以显著提升代码的可扩展性和可维护性，尤其在复杂状态逻辑的场景中效果显著。

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状态模式：让对象随状态智能切换

状态模式（State）的核心思想

状态模式的结构

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