STATE模式———履胡之腸涉胡血，懸胡青天上，埋胡紫塞旁。 [junguo](#) STATE模式的中文名稱是狀態模式。在《設計模式》一書中的定義是：允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變它的行為。對象看起來似乎修改了它的類（中文譯書上的原話，不過我覺得這句話應該翻譯成——對象顯現出來的是改變了它所屬的類）。看了定義還是感覺有些抽象，好的，我們還是通過一個例子來學習該模式。還是先從情節設計開始： 嚴風吹霜海草凋，筋干精堅胡馬驕。 漢家戰士三十萬，將軍兼領霍嫖姚。 流星白羽腰間插，劍花秋蓮光出匣。 天兵照雪下玉關，虜箭如沙射金甲。 云龍風虎盡交回，太白入月敵可摧。 敵可摧，旄頭滅，履胡之腸涉胡血。 懸胡青天上，埋胡紫塞旁。 胡無人，漢道昌。 李白這首詩豪氣萬丈的詩篇，描述的是漢驃騎將軍霍去病率領大軍，出隴西，突襲匈奴部落的戰爭場面，千載之下，猶讓人感覺豪邁異常。匈奴和漢朝的爭端從漢高祖劉邦開始。楚漢之爭過后，劉邦統一了中國。此時，匈奴部族也被冒頓（這兩字發音應為mo du）單于統一了起來。匈奴逐漸強大的同時，開始窺覷漢朝的疆土。冒頓單于領軍進犯太原，包圍晉陽。劉邦親率30萬大軍進擊匈奴，不期竟中匈奴之計，被困于白登。幸虧用陳平之計，送重禮于冒頓夫人，走枕邊風路線，才讓匈奴大軍讓開一條路，逃了出來，狼狽之極。這場戰役的結果就是漢朝采取和親政策，送漢宗室之女給匈奴王為妾，并借機進貢。但這也避免不了匈奴侵犯漢族邊界，殺戮漢民，搶奪牲畜。這樣的歷史持續了數十年，直到漢武帝的時候還保持著。而雄才大略的武帝，豈能容忍此奇恥大辱。堅毅勇猛的他，籌劃著對匈奴的打擊，經過一系列的改革（個人覺得他改革兵種，將以車兵步兵為主的軍隊改為輕騎兵為主，對這場戰役意義最為重大），開始了對匈奴的窮追猛打。這段歷史造就了中國歷史上兩顆耀眼的將星：衛青，霍去病。霍去病更加奪目，他18歲的時候，隨衛青大軍出征。他率領800輕騎，遠離大軍，奔赴敵人腹地，斬敵二千余人。被漢武帝封為冠軍侯。后又率1萬大軍出隴西，轉戰千余里，斬獲8000于人。再于同年秋天，出北地，攻祁連山，大獲全勝，斬獲三萬余人。漢朝與匈奴的最后一次大型戰役也由衛青，霍去病完成。霍去病親率5萬騎兵遠離代郡，對匈奴人窮追猛打，殲敵七萬余人。乘勝追擊到狼居胥山（今在蒙古境內），并在此舉行祭天儀式（封狼居胥）。此時的霍去病僅僅21歲，但二年后英年早逝。在他短暫的一生中四次與匈奴做戰，轉戰數千余里，滅敵十余萬人，徹底熄滅了匈奴人的囂張氣焰，也給大漢的邊境帶來了安寧。不僅如此，他還留下了“匈奴未滅，何以家為”的千古豪言。真是錚錚男兒形象，為萬世鐵骨男兒楷模。 前年看到的一部連續劇《漢武大帝》，總體感覺還行。不過太過小氣，為了一些戲劇效果，把很多歷史事件強塞了進去。如曹操為人捉刀的故事，被安排到了漢武帝身上；為了那么一段冒頓單于鳴鏑殺父的情節，讓他晚生了數十年，居然他還成了漢武帝的死敵（為漢武帝安排這么一個對手，我總覺得太小覷了漢武帝）。 還有些事，本不想寫了，后來想想還是寫吧。反正咱這是亂砍，就隨性而來吧。網上有個臭名昭著的網站，叫做漢網。集聚著一群民族主義分子，提倡漢服（不過他們好像也不是提倡每天都穿），說這樣可以幫助中國人恢復民族自尊心。讓我想起阿Q說過的：老子原前也闊過。還有明顯意淫古人的意味，翻看歷史，我們可以看到武帝之前，漢族一直受匈奴人的欺凌。而武帝之后，國力衰落，雖然周邊的小國還算順服，但漢朝還是失去了武帝時的雄霸之氣。試想想如果當時情況下的皇帝不是漢武，而是一個軟弱無能，如明朝的那個建文帝，估摸著漢朝內部都搞不定。更甭談打擊匈奴了，而消滅匈奴取得成功，也和武帝破格提拔的將領有關。試想沒有衛青，霍去病又會是什么情況？第一次攻擊匈奴，四路人馬出擊，兩路被敗（著名的飛將軍李廣被俘，而后逃脫），一路無功，只有衛青有所斬獲。而后的多次出擊中，除衛青，霍去病外的其他將領多有敗績。在電視《漢武大帝》中，李廣的死被安排成了為了成全衛青的計策，吸引匈奴，他主動陷于匈奴包圍圈中，英勇戰死（這段情節，描寫的匈奴人也太弱智了）。我一哥們看到這情節后，哈哈大笑。然后他津津有味的為別人講解李廣真正的死因：李廣是路癡死的。李廣出擊匈奴的戰爭中多次迷路，最后一次因為衛青派人問他迷路的原因，李廣自殺身亡。李廣是漢朝名將，但我覺得他不適合那個年代。從戰國時代起，名將都以智略取勝。因為戰爭基本都以攻城拔地的形式進行，都有相對固定的戰爭場地。武器也以戰車，重騎兵為主，行動較為緩慢，主要打的是陣地戰。而當時匈奴，采取的是打得過就打，打不過就跑得游擊套路（呵呵，應該是我軍游擊戰的雛形了）。面對這樣的對手，更需要的就是霍去病這種有銳氣，深沉勇猛，敢于追著敵人背后猛打的將領（我覺得國民黨將領薛岳也屬于此類戰將）。當漢武讓霍去病學習古兵法的時候，他的回答是：顧方略何如耳，不至學古兵法。也許正是這種藐視權威的氣概成就了霍去病，也成就了“犯大漢者，雖遠必誅”的大漢豪情。但這段歷史的演繹里離不開漢武帝，也離不開霍去病（戰功最著的是他，單靠衛青可能這場戰爭很難如此徹底），是他們的組合成就了這段歷史。沒有這樣的組合，也許大漢天下會被匈奴的鐵蹄踐踏，而漢文明也許會象希臘文明那樣被游牧民族踐踏而消亡。歷史充滿了偶然性，歷史本身并不值得我們拿來炫耀。我覺得如今的中國人沒有什么不自信的，我也不覺得現在的中國人沒古代好，偉大的時代總離不開偉大的人物。也許我們的民族只是現在缺少一個這樣的人物，那也就不好怨天尤人了，因為身處這個時代的我們，沒有一個是偉人，我不是，你也不是，那你怪誰去？好了，不扯了，還是認真做我們的Coding生涯吧。 我們以驃姚將軍深入漠北追殲匈奴人的情節作為我們的例子，這次我們將五萬騎兵作為我們的對象。這五萬騎兵作為一個作戰整體，會有一些這樣的一些狀態：休整，前進，攻擊。整個作戰過程中都在這些狀態下進行著。我們先來看看下圖：  這里我們看到一個轉換圖：共有三種狀態Advaneing（前進），Assaulting（攻擊狀態），Resing（休息狀態）。三個狀態之間可以進行轉換，Advaneing和Resing可以直接轉換，Advanceing和Resing可以直接轉換到Assaulting狀態，而Assaulting只能在敵軍被全殲的時候才能轉化到Resing狀態。 如何來實現該系統呢？我們還是首先用土鱉似的方式來實現第一個系統，這樣更有助于看到模式的優點。我們首先建立一個Army類，如下： ~~~ #define ADVANEING 0 #define ASSAULTING 1 #define RESTING 2 Class Army { Private: int m_iState; int m_iEmptyCout; public: Army():m_iState(RESTING){} Void Advance(); Void Assault(); Void Rest(); }; Void Army::Advance() { If (m_iState == ADVANEING ) { Cout << “Are Advaning!” << endl; } Eles if ( m_iState == ASSAULTING ) { Cout << “sorry! Are assauling!Can’t Advace” << endl; } Else if( m_iState == RESTING ) { m_iState = ADVANING Cout << “ok!Go!” << endl; } } Void Army:: Assault () { If (m_iState == ADVANEING ) { m_iEmptyCout = 100; m_iState == ASSAULTING; Cout << “ok!Assault!” << endl; } Eles if ( m_iState == ASSAULTING ) { m_iEmptyCount -= 100; Cout << “Are assauling!” << endl; } Else if( m_iState == RESTING ) { m_iEmptyCout = 100; m_iState = ASSAULTING; Cout << “ok! Assault!” << endl; } } Void Army:: Rest () { If (m_iState == ADVANEING ) { m_iState == RESTING; Cout << “ok!Rest!” << endl; } Eles if ( m_iState == ASSAULTING ) { Cout << “Are assauling!can’t Rest” << endl; } Else if( m_iState == RESTING ) { Cout << “Are Resing!” << endl; } } ~~~ 好了這樣我們的類就完成了，雖然看起來有些雜亂，但運行應該沒有什么問題。這樣完成雖說土了一些，但事實上并不影響它的正常運行。但我們需要考慮的一個問題是：當需求變化的時候，我們的程序該如何去改？軟件界的一個規律就是需求一直在變更，變更伴隨著軟件的生存到死亡的過程。如今流行的設計模式，重構，測試驅動開發等技術目的都是為了適應需求的變更，而將程序修改的難度降到最低來。所以我們來考慮這樣的情況，由于驃騎將軍取得了大勝，舉行了祭天儀式，祭天儀式中戰士興奮度提高，殺敵熱情暴增。所以驃騎決定將這個儀式加入到戰斗安排中，當取得勝利的時候，舉行祭天儀式。而這又是一個新的狀態，該狀態只有在Rest狀態下才能切換過去，我們該如何去修改程序呢？以目前的做法，我們需要在每個函數中添加條件，修改函數，這樣又與我們在策略模式中提到的規則“一個模塊對擴展應該是開放的，而對修改應該是關閉的”背道而馳了。怎么解決呢？還是同樣的方法：提煉出一個類。同樣為了解決動態改變狀態的需求，我們還應該記著另一個規則：盡量針對接口編程，而不要針對實現編程。閑言少敘，我們還是看類圖，這樣來的快一些。  從類圖，我們可以看到Army類中擁有一個Station類的對象，它所有的操作將通過該對象來實現。是不是發覺和策略模式很相似？先不說這個，我們先看完例子再說。看看具體代碼： 我們首先看以下State接口，很簡單，就是幾個純虛函數。 ~~~ class State { public: virtual void Advance() = 0; virtual void Assault() = 0; virtual void Rest() = 0; virtual void Fiesta() = 0; }; ~~~ 我們再來看一下AdvanceState，我們看到在AdvanceState中有一個Army對象的指針，是因為需要在內部修改狀態，具體的代碼中可以看到。 ~~~ class AdvanceState : public State { private: Army *m_pArmy; public: AdvanceState(Army *pArmy); virtual void Advance(); virtual void Assault(); virtual void Rest() ; virtual void Fiesta(); }; 我們再來看一下AdvanceState的具體實現： AdvanceState::AdvanceState(Army *pArmy):m_pArmy(pArmy){} void AdvanceState::Advance() { cout << "Be in Advancing!" << endl; } void AdvanceState::Assault() { //設置假想的敵人數 m_pArmy->SetEmptyCount(200); cout << "Ok!Assault!" << endl; m_pArmy->SetState(m_pArmy->GetAssaultState()); } void AdvanceState::Rest() { cout << "OK!Rest!" << endl; m_pArmy->SetState(m_pArmy->GetRestState()); } void AdvanceState::Fiesta() { cout << "sorry!can't Fiesta!" << endl; } ~~~ 很簡單了，就是根據當前狀態來處理各個函數。我們看到有這樣的函數m_pArmy->SetState(m_pArmy->GetRestState());是用來修改Army所處的狀態的。在Army類中，我們可以看到它的具體實現。其它幾個狀態類的實現類同，就不房到這里了，感興趣的可以到附件中自己找。 我們再來看看Army類的定義： ~~~ class State; class Army { private: State* m_pState; //保存各個狀態指針便于使用，當有新的狀態填加的時候，我們也需要在此處添加 State* m_pAdvanceState; State* m_pAssaultState; State* m_pRestState; State* m_pFiestaState; int m_iEmptyCount; public: Army(); void SetState(State *pState); State* GetAdvanceState(); State* GetAssaultState(); State* GetRestState(); State* GetFiestaState(); void Advance(); void Assault(); void Rest(); void Fiesta(); void SetEmptyCount(int iEmptyCount){m_iEmptyCount = iEmptyCount;} int GetEmptyCount(){return m_iEmptyCount;} }; ~~~ 它的實現： ~~~ Army::Army() { m_pAdvanceState = new AdvanceState(this); m_pAssaultState = new AssaultState(this); m_pRestState = new RestState(this); m_pFiestaState = new FiestaState(this); m_pState = m_pRestState; m_iEmptyCount = 0; } void Army::SetState(State *pState) { m_pState = pState; } State* Army::GetAdvanceState() {return m_pAdvanceState;} State* Army::GetAssaultState() {return m_pAssaultState;} State* Army::GetRestState() {return m_pRestState;} State* Army::GetFiestaState() {return m_pFiestaState;} void Army::Advance() {m_pState->Advance();} void Army::Assault() {m_pState->Assault();} void Army::Rest() {m_pState->Rest();} void Army::Fiesta() {m_pState->Fiesta();} ~~~ 其實也沒什么了。很容易的理解的。不知道漢武時代有沒有過閱兵儀式，如果有，那就會又多一個狀態，想想我們該如何解決？挺簡單了，為State添加一個新的子類，并為它提供一個閱兵的啟動方法，當然相應的子類也需要添加。相應的Army類中也需要添加該方法。這樣做，我們只是擴展了原有類的方法，而不會去改動它原有的功能。這樣就可以避免給原有功能帶來bug了。 再看看該類的調用： ~~~ int main(int argc, char* argv[]) { Army army; army.Advance(); army.Assault(); army.Rest(); army.Fiesta(); army.Assault(); army.Assault(); army.Rest(); army.Fiesta(); system("pause"); return 0; } ~~~ 創建對象后，我們可以直接調用它的函數來實現狀態的轉換了。 好了，狀態模式，我們先講到這里了。回想一下上回的策略模式，是不是覺得很象？在《Head First Design Model》中，該模式開篇的扉頁上畫的是一幅煽情的母親流淚的圖片，說她眼瞅著自己的孩子分離，此處的兩個孩子就是策略模式和狀態模式。我們可以這兩個模式的原理都是將一個類中的屬性提煉成一個接口，再通過該接口實現對其子類的調用而完成所屬類的功能。它們的不同是狀態模式的接口的變化是在接口子類中完成的，而策略模式是通過所屬類來完成的。差別只是這一點，具體工作中使用哪個模式，那就的具體問題具體分析了。你只需記住我們紅體標記的規則，就可以以不變應萬變了。 參考書目： 1， 設計模式——可復用面向對象軟件的基礎（Design Patterns ——Elements of Reusable Object-Oriented Software） Erich Gamma 等著 李英軍等譯 機械工業出版社 2， Head First Design Patterns（影印版）Freeman等著 東南大學出版社 3， 道法自然——面向對象實踐指南 王詠武 王詠剛著 電子工業出版社 4， 史記 網上找到的電子檔