状态变化模式：在组件构建过程中，某些对象的状态经常面临变化，如何对这些变化进行有效的管理？同时又维持高层模块的稳定。状态变化模式为这一问题提供了一种解决方案。
典型模式：状态模式（State）、备忘录模式（Memento）。
一、状态模式
1.动机
在软件构建过程中，某些对象的状态如果改变，其行为也会随之而发生改变，比如文档处于只读状态，其支持的行为和读写状态支持的行为就可能完全不同。
2.作用
在运行时根据对象的状态来透明地更改对象的行为，而不会为对象操作和状态转化之间引入紧耦合。
3.定义
允许一个对象在其内部状态发生改变时改变它的行为，从而使对象看起来似乎修改了其行为。
4.代码
//原有代码 enum NetworkState { Network_Open, Network_Close, Network_Connect, }; class NetworkProcessor{ NetworkState state; public: void Operation1(){ if (state == Network_Open){ //********** state = Network_Close; } else if (state == Network_Close){ //.......... state = Network_Connect; } else if (state == Network_Connect){ //$$$$$$$$$$ state = Network_Open; } } public void Operation2(){ if (state == Network_Open){ //********** state = Network_Connect; } else if (state == Network_Close){ //..... state = Network_Open; } else if (state == Network_Connect){ //$$$$$$$$$$ state = Network_Close; } } public void Operation3(){ //********** } };
//运用状态模式后代码 class NetworkState{ public: NetworkState* pNext; virtual void Operation1()=0; virtual void Operation2()=0; virtual void Operation3()=0; virtual ~NetworkState(){} }; class OpenState :public NetworkState{ static NetworkState* m_instance; public: static NetworkState* getInstance(){ //某个对象任何情况下应该只有一种状态， //故采用单件模式使状态唯一 if (m_instance == nullptr) { m_instance = new OpenState(); } return m_instance; } void Operation1(){ //********** open状态下的行为1 pNext = CloseState::getInstance(); } void Operation2(){ //.......... pNext = ConnectState::getInstance(); } void Operation3(){ //$$$$$$$$$$ pNext = OpenState::getInstance(); } }; //关闭状态和连接状态 略写 class CloseState:public NetworkState{ } class ConnectState:public NetworkState{ } class NetworkProcessor{ NetworkState* pState; public: NetworkProcessor(NetworkState* pState){ this->pState = pState; } void Operation1(){ //... pState->Operation1(); pState = pState->pNext; //... } void Operation2(){ //... pState->Operation2(); pState = pState->pNext; //... } void Operation3(){ //... pState->Operation3(); pState = pState->pNext; //... } };
5.解析
这是一个表示网络行为的设计。网络对象有三种不同状态，open、close、connect。当网络对象收到其他对象的请求时，它根据自身当前状态做出不同的反应。例如，行为1的请求会让open状态变为close。
在状态模式中，引入了一个称为NetworkState的抽象类来表示网络的连接状态。NetworkState类为各不同操作状态的子类声明了一个公共接口。NetworkState子类实现与特定状态相关的行为。
NetworkProcessor类维护了NetWork连接状态对象，一旦状态改变，NetworkProcessor就会改变它使用的状态对象，所调用的NetWorkState类子类也会随之改变。
6.结构
其中，
1.Context（环境，如NetworkProcessor）：定义客户感兴趣的接口；维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义为当前状态；
2.State（状态，如NetworkState）：定义一个接口以封装与Context的特定状态相关的行为；
3.ConcreteState（具体状态子类，如OpenState等）：每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。
7.总结
1.State模式将所有与一个特定状态相关的行为都放入一个State的子类对象中，在对象状态切换时，切换相应的对象，但同时维持State的接口，这样实现了具体操作与状态转换之间的解耦。
2.为不同的状态引入不同的对象使得状态转换变得更加明确，而且可以保证不会出现状态不一致的情况，因为转换是原子性的——即要么彻底转换过来，要么不转换。
3.如果State对象没有实例实例变量，那么各个上下文可以共享同一个State对象，从而节省对象开销。
二、备忘录模式
1.动机
在软件构建过程中，某些对象的状态在转换过程中，可能由于某种需要，要求程序能够回溯到对象之前某个点时的状态。如果使用一些公有接口来让其他对象得到对象的状态，便会暴露对象的细节实现。
2.作用
既能实现对象状态的良好保存与恢复，但同时又不会因此而破坏对象本身的封装性。
3.定义
在不破坏对象封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。
4.代码
//备忘录模式实现 class Memento { string state; //.. public: Memento(const string & s) : state(s) {} string getState() const { return state; } void setState(const string & s) { state = s; } }; class Originator { string state; //.... public: Originator() {} Memento createMomento() { Memento m(state); return m; } void setMomento(const Memento & m) { state = m.getState(); } }; int main() { Originator orginator; //捕获对象状态，存储到备忘录 Memento mem = orginator.createMomento(); //... 改变orginator状态 //从备忘录中恢复 orginator.setMomento(memento); }
5.解析
考虑一个图形编辑器，它支持图形对象之间的连线，而需要保证能撤销操作。
我们可用备忘录模式解决这一问题。一个备忘录是一个对象，它存储另一个对象在某个瞬间的内部状态，而后者称为备忘录的原发器。当需要设置原发器的检查点时，取消操作机制会向原发器请求一个备忘录。原发器用描述当前状态的信息初始化备忘录。只有原发器可以向备忘录中存取信息，备忘录对其他对象“不可见”。
6.结构
其中，
1.Memento（备忘录）：存储原发器对象的内部状态。原发器对象根据需要决定备忘录存储原发器的哪些内部对象；防止原发器以为的对象访问备忘录。
2.Originator（原发器）：原发器创建一个备忘录，用于记录当前时刻它的内部状态；使用备忘录恢复内部状态；
3.Caretaker（负责人，如main函数）：负责保存好备忘录，但不能对备忘录的内容进行操作或检查。
7.总结
1.备忘录（Memento）存储原发器（Originator）对象的内部状态，在需要时恢复原发器状态。
2. Memento模式的核心是信息隐藏，即Originator需要向外接隐藏信息，保持其封装性。但同时需要将状态保持到外界（Memento）。