解决涉及 C++ 中状态机的前向声明问题

Question

我最近在中断一段时间后回到了 C++ 开发，并且有一个关于 状态设计模式的实现。我正在使用香草模式，完全一样 根据 GoF 的书。

我的问题是状态机本身是基于一些用作一部分的硬件 嵌入式系统 - 因此设计是固定的且无法更改。这导致 两个状态（特别是）之间的循环依赖，我正在尝试 解决这个问题。这是简化的代码（请注意，我尝试通过使用来解决此问题 标题像往常一样，但仍然有问题 - 我在这段代码片段中省略了它们）：

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

class Context
{
public:
    friend class State;

    Context() { }

private:
    State* m_state;
};

class State
{
public:
    State() { }

    virtual void Trigger1() = 0;
    virtual void Trigger2() = 0;
};

class LLT : public State
{
public:
    LLT() { }
    void Trigger1() { new DH(); }
    void Trigger2() { new DL(); }
};


class ALL : public State
{       
public: 
    ALL() { }
    void Trigger1() { new LLT(); }
    void Trigger2() { new DH();  }
};  

// DL needs to 'know' about DH.
class DL  : public State
{           
public:
    DL() { }
    void Trigger1() { new ALL(); }
    void Trigger2() { new DH();  }
};      

class HLT :  public State
{
public:
    HLT() { }
    void Trigger1() { new DH(); }
    void Trigger2() { new DL(); }
};

class AHL : public State
{
public:
    AHL() { }
    void Trigger1() { new DH();  }
    void Trigger2() { new HLT(); }
};

// DH needs to 'know' about DL.
class DH  : public State
{
public:
    DH () { }
    void Trigger1() { new AHL(); }
    void Trigger2() { new DL();  }
};


int main()
{
    auto_ptr<LLT> llt (new LLT);
    auto_ptr<ALL> all (new ALL);
    auto_ptr<DL>  dl (new DL);
    auto_ptr<HLT> hlt (new HLT);
    auto_ptr<AHL> ahl (new AHL);
    auto_ptr<DH>  dh (new DH);  

    return 0;
}

问题基本上是在状态模式中，状态转换是由 调用 Context 类中的 ChangeState 方法，该方法调用 下一个状态的构造函数。

由于循环依赖，我无法调用构造函数，因为它是 不可能预先定义“问题”状态的两个构造函数。

我查看了 这篇文章，以及模板方法似乎是理想的解决方案 - 但它无法编译，而且我对模板的了解相当有限......

另一个想法我尝试向子类状态引入一个 Helper 类， 通过多重继承，看看是否可以指定基类的构造函数 并具有对状态子类的构造函数的引用。但我认为那是相当 雄心勃勃......

最后，直接实现工厂方法设计模式是否是最好的方法 解决整个问题？

Answer 1

您可以在类定义之外定义成员函数，例如，

class DL : public State
{
public:
    void Trigger2();
};

inline void DL::Trigger2() { new DH(); }

定义依赖于这些类定义之后的类定义的成员函数。仅当您在头文件中定义类的成员函数外部时，inline 关键字才是必需的。

顺便说一句，为什么你只在函数中使用 new DH() ？你到处都在泄漏内存！