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命令模式（Command Pattern）★

article 2025/4/1 18:36:53

命令模式（Command Pattern）
如果任务有多个复杂的操作，可以使用命令模式将任务的操作封装为命令对象。这些命令对象可以在需要时按顺序执行，方便管理任务执行的逻辑和回滚操作。

示例：

class Command {
public:
    virtual void execute() = 0;  // 执行命令
};

class RunTaskCommand : public Command {
private:
    Task *task;

public:
    RunTaskCommand(Task *task) : task(task) {}

    void execute() override {
        task->runTask();
    }
};

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装为一个对象，从而使用户可用不同的请求对客户进行参数化。它还可以将请求排队、记录请求日志，以及支持可撤销的操作。以下是对命令模式的详细解释，以及如何理解它的用途。

命令模式的核心概念

Command（命令接口）：
- 定义了一个执行操作的接口，通常包含一个 execute() 方法。
- 所有具体命令类都实现这个接口。
ConcreteCommand（具体命令类）：
- 实现了 Command 接口，具体执行某个操作。
- 通常包含一个对 Receiver（接收者）的引用，调用 Receiver 的方法来完成实际操作。
Receiver（接收者）：
- 实际执行操作的对象。
- 具体命令类会调用 Receiver 的方法来完成实际操作。
Invoker（调用者）：
- 要求命令执行这个请求的对象。
- 它调用命令对象的 execute() 方法，但并不知道具体的命令逻辑。
Client（客户端）：
- 创建具体命令对象，并将具体命令对象和接收者对象组装在一起。
- 客户端将命令对象传递给调用者对象。

示例代码解析

以下是一个完整的命令模式示例，包括命令接口、具体命令类、接收者类和调用者类。

1. 命令接口（Command）

class Command {
public:
    virtual ~Command() {}
    virtual void execute() = 0;  // 执行命令
};

2. 接收者类（Receiver）

class Task {
public:
    virtual ~Task() {}
    virtual void runTask() = 0;  // 实际执行的任务
};

3. 具体任务类（Concrete Receiver）

class MetricTask : public Task {
public:
    void runTask() override {
        std::cout << "Executing Metric Task" << std::endl;
    }
};

class MillimeterTask : public Task {
public:
    void runTask() override {
        std::cout << "Executing Millimeter Task" << std::endl;
    }
};

4. 具体命令类（Concrete Command）

class RunTaskCommand : public Command {
private:
    Task* task;

public:
    RunTaskCommand(Task* task) : task(task) {}

    void execute() override {
        task->runTask();
    }
};

5. 调用者类（Invoker）

class TaskInvoker {
private:
    Command* command;

public:
    void setCommand(Command* cmd) {
        command = cmd;
    }

    void executeCommand() {
        if (command) {
            command->execute();
        }
    }
};

使用示例

以下是如何使用命令模式来执行任务的示例：

#include <iostream>

int main() {
    // 创建具体的任务对象
    MetricTask metricTask;
    MillimeterTask millimeterTask;

    // 创建具体的命令对象，并将任务对象传递给命令对象
    RunTaskCommand metricCommand(&metricTask);
    RunTaskCommand millimeterCommand(&millimeterTask);

    // 创建调用者对象，并将命令对象传递给调用者
    TaskInvoker invoker;
    invoker.setCommand(&metricCommand);
    invoker.executeCommand();  // 输出: Executing Metric Task

    invoker.setCommand(&millimeterCommand);
    invoker.executeCommand();  // 输出: Executing Millimeter Task

    return 0;
}

输出

Executing Metric Task
Executing Millimeter Task

命令模式的用途

解耦客户端和接收者：
- 客户端（调用者）不需要直接调用接收者的方法，而是通过命令对象间接调用。这使得客户端和接收者之间解耦，客户端不需要知道具体的实现细节。
支持撤销和重做操作：
- 命令模式可以扩展为支持撤销和重做操作。通过在命令对象中保存操作前的状态，可以在需要时撤销操作。
支持命令队列和日志记录：
- 命令对象可以被存储在队列中，按顺序执行。同时，命令对象可以记录执行的操作，便于日志记录和审计。
支持宏命令：
- 可以将多个命令组合成一个宏命令，通过一个命令对象来执行多个操作。