State Patten을 C로 짜려면?

C에서는 상속을 사용하지 못하지만, 그렇다고 State Patten을 구현하지 못하는 것은 아니다. 아래와 같은 구현으로 C에서 State Patten의 장점을 사용할 수 있을 것 같다. C에서는 인터페이스나 상속이 지원되지 않으므로 function table을 사용하여 이벤트 발생시 각 상태별 실행 함수를 지정하도록 하였다. 사실상 이 function table이 구현의 핵심으로, 상태 변경을 발생시키는 이벤트가 추가 할 때마다, 모든 function table의 해당 함수에 대한 함수 포인터 혹은 null function pointer를 추가해야 한다. 바로 이 부분이 상속과 가상 함수를 지원하지 못하는 C에서 State Pattern을 구현할 때 발생하는 불편함이기는 하지만 여전히 State Pattern의 장점을 그대로 누릴 수 있다. 또한 (당연히) 동일 방법을 사용하여 Strategy Pattern 역시 구현 가능하다.

아래 예에서는 구현을 단순화하기 위해서 상태는 ON/OFF두가지 상태만을 가정하였고, 'n' 입력시 ON상태로, 'f' 입력시 OFF상태로 상태 천이를 하도록 하였다.

#include <stdio.h>

/**********************************************************************
*
* 1. Type defination for Power State management
*
**********************************************************************/

typedef enum {ON,OFF} PowerState;

typedef struct
{
　　PowerState currPS;
　　void (*on_received_fptr)(struct PwrState **ps );
　　void (*off_received_fptr)(struct PwrState **ps );
}PwrState;

/**********************************************************************
*
* 2. Function table for each State.
*
**********************************************************************/
//Prefix ON/OFF means current status when these functions are called.
void ON_off_received(PwrState **ps );
void OFF_on_received(PwrState **ps );
void null_func(PwrState **ps);

//C에서는 가상 함수를 사용할 수 없기 때문에, 아래와 같은 각 상태별
//함수 테이블을 별도로 유지해야 한다.
PwrState psON= {ON, 　　null_func, 　　　　　ON_off_received};
PwrState psOFF={OFF, 　OFF_on_received, 　null_func};


void ON_off_received(PwrState **ps)
{
　　printf("Currnt State =%d : 0:ON 1:OFF \n",(int)(*ps)->currPS);
　　printf("%s is called\n",__func__);

　　printf("change curr power state from ON to OFF\n");
　　*ps=&psOFF;
}

void OFF_on_received(PwrState **ps)
{
　　printf("Currnt State =%d : 0:ON 1:OFF \n",(int)(*ps)->currPS);
　　printf("%s is called\n",__func__);

　　printf("change curr power state from OFF to ON\n");
　　*ps=&psON;
}

void null_func(PwrState **ps){}

int main(void)
{
　　char keyin;
　　PwrState *ps=&psOFF;

　　printf("Current power state is OFF\n");
　　printf("type \'n\' to change power state to ON\n");
　　printf("type \'f\' to change power state to OFF\n");

　　while(1)
　　{
　　　　keyin = getchar();

　　　　switch(keyin)
　　　　{
　　　　　　case 'n':// change state to ON
　　　　　　　　ps->on_received_fptr(&ps);
　　　　　　　　break;
　　　　　　case 'f':// change state to OFF
　　　　　　　　ps->off_received_fptr(&ps);
　　　　　　　　break;
　　　　　　default:
　　　　　　　　break;
　　　　}
　　}
}