命令模式（Command Pattern）详解

1. 定义

命令模式是一种行为型设计模式，它将一个请求封装为一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化、对请求排队或记录日志，以及支持可撤销的操作。

通俗解释：

将操作（请求）抽象成独立的对象，从而分离请求的发送者和接收者，允许轻松添加、修改和管理请求。

2. 组成部分

3. 使用场景

4. 优点与缺点

5. 使用案例

示例描述：

一个智能家居系统，包括电灯和电视，可以通过遥控器控制它们的开关，并支持撤销功能。

C++ 示例

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

// 接收者：灯
class Light {
public:
   void on() {
       cout << "Light is ON" << endl;
   }
   void off() {
       cout << "Light is OFF" << endl;
   }
};

// 命令接口
class Command {
public:
   virtual void execute() = 0;
   virtual void undo() = 0;
   virtual ~Command() {}
};

// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand : public Command {
private:
   Light* light;
public:
   LightOnCommand(Light* l) : light(l) {}
   void execute() override {
       light->on();
   }
   void undo() override {
       light->off();
   }
};

// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand : public Command {
private:
   Light* light;
public:
   LightOffCommand(Light* l) : light(l) {}
   void execute() override {
       light->off();
   }
   void undo() override {
       light->on();
   }
};

// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
private:
   Command* command;
   stack<Command*> history;
public:
   void setCommand(Command* cmd) {
       command = cmd;
   }
   void pressButton() {
       if (command) {
           command->execute();
           history.push(command);
       }
   }
   void pressUndo() {
       if (!history.empty()) {
           Command* cmd = history.top();
           cmd->undo();
           history.pop();
       }
   }
};

// 客户端代码
int main() {
   Light light;
   LightOnCommand lightOn(&light);
   LightOffCommand lightOff(&light);

   RemoteControl remote;
   remote.setCommand(&lightOn);
   remote.pressButton(); // 打开灯
   remote.pressUndo();   // 撤销打开灯

   remote.setCommand(&lightOff);
   remote.pressButton(); // 关闭灯
   remote.pressUndo();   // 撤销关闭灯

   return 0;
}


C# 示例

using System;
using System.Collections.Generic;

// 接收者：灯
class Light {
   public void On() {
       Console.WriteLine("Light is ON");
   }
   public void Off() {
       Console.WriteLine("Light is OFF");
   }
}

// 命令接口
interface ICommand {
   void Execute();
   void Undo();
}

// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand : ICommand {
   private Light light;
   public LightOnCommand(Light light) {
       this.light = light;
   }
   public void Execute() {
       light.On();
   }
   public void Undo() {
       light.Off();
   }
}

// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand : ICommand {
   private Light light;
   public LightOffCommand(Light light) {
       this.light = light;
   }
   public void Execute() {
       light.Off();
   }
   public void Undo() {
       light.On();
   }
}

// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
   private ICommand command;
   private Stack<ICommand> history = new Stack<ICommand>();

   public void SetCommand(ICommand command) {
       this.command = command;
   }

   public void PressButton() {
       command?.Execute();
       history.Push(command);
   }

   public void PressUndo() {
       if (history.Count > 0) {
           ICommand cmd = history.Pop();
           cmd.Undo();
       }
   }
}

// 客户端代码
class Program {
   static void Main(string[] args) {
       Light light = new Light();
       ICommand lightOn = new LightOnCommand(light);
       ICommand lightOff = new LightOffCommand(light);

       RemoteControl remote = new RemoteControl();
       remote.SetCommand(lightOn);
       remote.PressButton(); // 打开灯
       remote.PressUndo();   // 撤销打开灯

       remote.SetCommand(lightOff);
       remote.PressButton(); // 关闭灯
       remote.PressUndo();   // 撤销关闭灯
   }
}


命令模式的类图

6. 命令模式与其他模式对比

总结

• 适用场景： 当需要参数化请求、支持撤销操作、记录操作日志时，适合使用命令模式。
• 优点： 解耦发送者和接收者，支持撤销与恢复操作，扩展性强。
• 注意事项： 不要因滥用模式而增加系统复杂度，仅在需要时使用。