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【QA】Qt中有哪些命令模式的运用？

article 2025/3/25 11:13:28

在 C++/Qt 中，命令模式（Command Pattern）的实现通常用于封装操作请求、支持撤销/重做（Undo/Redo）或解耦调用者与接收者。以下是几种常见的实现方式及示例：

1. Qt 的 `QUndoCommand` 和 `QUndoStack`（内置的撤销/重做框架）

这是 Qt 中命令模式的最典型实现，用于管理可撤销的操作。

核心类：
- QUndoCommand：基类，表示一个可撤销的命令，需实现 undo() 和 redo()。
- QUndoStack：管理命令历史记录的栈，支持撤销/重做。

示例代码：

class AddItemCommand : public QUndoCommand {
public:
    AddItemCommand(QListWidget *listWidget, const QString &text, QUndoCommand *parent = nullptr)
        : QUndoCommand("Add Item", parent), m_listWidget(listWidget), m_text(text) {}
    
    void redo() override {
        m_listWidget->addItem(m_text);
    }
    
    void undo() override {
        QListWidgetItem *item = m_listWidget->takeItem(m_listWidget->count() - 1);
        delete item;
    }

private:
    QListWidget *m_listWidget;
    QString m_text;
};

// 使用示例
QUndoStack undoStack;
QListWidget listWidget;

// 执行命令
undoStack.push(new AddItemCommand(&listWidget, "New Item"));

// 撤销
undoStack.undo();

// 重做
undoStack.redo();

2. Qt 的 `QAction`（动作框架）

QAction 封装了用户触发的操作（如菜单项点击），可绑定到多个控件（菜单、工具栏按钮等），本质上是命令模式的轻量级应用。

核心思想：
- QAction 将操作（如“复制”）封装为对象，通过信号 triggered() 触发执行。
- 可绑定快捷键、图标、文本等，统一管理状态（启用/禁用）。

示例代码：

QAction *copyAction = new QAction("Copy", this);
copyAction->setShortcut(QKeySequence::Copy);
connect(copyAction, &QAction::triggered, this, &MyWidget::copy);

// 将动作添加到菜单和工具栏
menuBar()->addAction(copyAction);
toolBar()->addAction(copyAction);

3. 自定义命令接口（通用实现）

若需更灵活的控制，可自定义命令基类，并手动管理命令队列。

实现步骤：
1. 定义抽象命令接口。
2. 实现具体命令类。
3. 使用调用者（Invoker）触发命令。

示例代码：

// 1. 定义命令接口
class Command {
public:
    virtual ~Command() {}
    virtual void execute() = 0;
    virtual void undo() = 0;
};

// 2. 具体命令类：改变文本
class ChangeTextCommand : public Command {
public:
    ChangeTextCommand(QLabel *label, const QString &newText)
        : m_label(label), m_oldText(label->text()), m_newText(newText) {}
    
    void execute() override {
        m_label->setText(m_newText);
    }
    
    void undo() override {
        m_label->setText(m_oldText);
    }

private:
    QLabel *m_label;
    QString m_oldText;
    QString m_newText;
};

// 3. 调用者（如按钮点击触发命令）
QPushButton button("Change Text");
QLabel label("Original Text");
Command *cmd = new ChangeTextCommand(&label, "New Text");

QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked, [cmd]() {
    cmd->execute();
});

4. 信号与槽的封装

通过将槽函数包装为命令对象，结合 QObject::connect 实现解耦。

示例场景：

将复杂操作封装为命令对象，通过信号触发执行。
使用 QSharedPointer 管理命令生命周期。

class CommandWrapper : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    CommandWrapper(Command *cmd) : m_cmd(cmd) {}

public slots:
    void execute() { m_cmd->execute(); }
    void undo() { m_cmd->undo(); }

private:
    QSharedPointer<Command> m_cmd;
};

// 连接信号到命令
CommandWrapper wrapper(new ChangeTextCommand(&label, "New Text"));
QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked, &wrapper, &CommandWrapper::execute);

5. 宏命令（Composite Command）

将多个命令组合成一个宏命令，实现批量操作。

示例代码：

class MacroCommand : public Command {
public:
    void addCommand(Command *cmd) {
        m_commands.append(cmd);
    }
    
    void execute() override {
        for (auto cmd : m_commands) {
            cmd->execute();
        }
    }
    
    void undo() override {
        for (auto it = m_commands.rbegin(); it != m_commands.rend(); ++it) {
            (*it)->undo();
        }
    }

private:
    QList<Command*> m_commands;
};

// 使用示例
MacroCommand *macro = new MacroCommand;
macro->addCommand(new Command1);
macro->addCommand(new Command2);
macro->execute();