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『Linux_网络』基于状态机的Connect断线重连

web 2025/5/8 21:26:25

客户端会面临服务器崩溃的情况，我们可以试着写一个客户端重连的代码，模拟并理
解一些客户端行为，比如游戏客户端等。

客户端部分，我们本次采用状态机的设计模式实现

下面是关于状态机模式的介绍

状态机模式

状态机模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它能让对象在内部状态发生改变时，改变自身的行为，给人一种对象仿佛改变了类的感觉。下面从多个方面对其进行详细介绍。

模式动机

在软件开发里，某些对象的行为会依据其状态的不同而改变。若用大量的条件语句（如 if-else 或 switch-case）来处理这些状态和行为，代码会变得复杂、难以维护和扩展。状态机模式把状态的行为封装在不同的状态类中，将状态转换逻辑和对象的其他行为分离，让代码结构更清晰，提升了可维护性和可扩展性。

模式结构

状态机模式主要包含以下几个角色：

上下文（Context）：拥有一个状态对象的引用，负责与客户端交互，依据不同的情况调用状态对象的方法，并且能够在状态之间进行转换。
抽象状态（State）：定义了一个接口，该接口包含了所有可能的状态行为，所有具体状态类都要实现这个接口。
具体状态（Concrete State）：实现了抽象状态接口，具体实现了在该状态下的行为，并且在必要时可以改变上下文的状态。

优点

可维护性：状态的行为被封装在不同的类中，使得代码的维护和扩展更加容易。
可扩展性：如果需要添加新的状态，只需要创建一个新的具体状态类并实现相应的行为即可。
状态转换清晰：状态转换逻辑集中在上下文类中，使得状态转换更加清晰和易于管理。

缺点

类数量增加：如果状态较多，会导致类的数量增加，增加了系统的复杂度。
状态转换逻辑复杂：如果状态转换逻辑复杂，上下文类中的状态转换代码可能会变得复杂。

文档编辑器样例

下面给一个给一个文件编辑器的样例，来帮助理解

假设你正在开发一个文档编辑器，文档有三种状态：草稿（Draft）、审核中（Review）和已发布（Published）。文档在不同的状态下有不同的行为，比如草稿状态可以编辑和提交审核，审核中状态可以通过审核或者打回草稿，已发布状态可以查看但不能编辑。

#include <iostream>// 前向声明
class Document;// 抽象状态类
class DocumentState {
public:virtual void edit(Document* document) {}virtual void submit(Document* document) {}virtual void approve(Document* document) {}virtual void reject(Document* document) {}virtual void view(Document* document) {}virtual ~DocumentState() {}
};// 具体状态：草稿
class DraftState : public DocumentState {
public:void edit(Document* document) override {std::cout << "文档处于草稿状态，可以编辑。" << std::endl;}void submit(Document* document) override;
};// 具体状态：审核中
class ReviewState : public DocumentState {
public:void approve(Document* document) override;void reject(Document* document) override;
};// 具体状态：已发布
class PublishedState : public DocumentState {
public:void view(Document* document) override {std::cout << "文档已发布，可以查看。" << std::endl;}
};// 上下文：文档
class Document {
private:DocumentState* state;
public:Document();~Document();void setState(DocumentState* newState);void edit();void submit();void approve();void reject();void view();
};// DraftState 类的 submit 方法实现
void DraftState::submit(Document* document) {std::cout << "文档已提交审核。" << std::endl;document->setState(new ReviewState());
}// ReviewState 类的 approve 方法实现
void ReviewState::approve(Document* document) {std::cout << "文档审核通过，已发布。" << std::endl;document->setState(new PublishedState());
}// ReviewState 类的 reject 方法实现
void ReviewState::reject(Document* document) {std::cout << "文档审核未通过，打回草稿。" << std::endl;document->setState(new DraftState());
}// Document 类的构造函数
Document::Document() {state = new DraftState();
}// Document 类的析构函数
Document::~Document() {delete state;
}// Document 类的 setState 方法
void Document::setState(DocumentState* newState) {delete state;state = newState;
}// Document 类的 edit 方法
void Document::edit() {state->edit(this);
}// Document 类的 submit 方法
void Document::submit() {state->submit(this);
}// Document 类的 approve 方法
void Document::approve() {state->approve(this);
}// Document 类的 reject 方法
void Document::reject() {state->reject(this);
}// Document 类的 view 方法
void Document::view() {state->view(this);
}int main() {Document document;document.edit();document.submit();document.approve();document.view();return 0;
}