定義

命令模式（Command Pattern） 是一種行為型設(shè)計(jì)模式，它將請(qǐng)求封裝成一個(gè)對(duì)象，從而使您可以使用不同的請(qǐng)求、隊(duì)列、日志請(qǐng)求以及支持撤銷操作等功能。命令模式通過將請(qǐng)求（命令）封裝成對(duì)象，使得客戶端可以將請(qǐng)求發(fā)送者與請(qǐng)求接收者解耦，從而更靈活地控制操作的執(zhí)行。

特性

• 命令對(duì)象：將請(qǐng)求封裝成一個(gè)命令對(duì)象，該命令對(duì)象包含了執(zhí)行的具體操作。
• Invoker（調(diào)用者）：調(diào)用命令對(duì)象的 execute() 方法來執(zhí)行相應(yīng)的操作。
• Receiver（接收者）：實(shí)際執(zhí)行命令的對(duì)象。
• Client（客戶端）：客戶端創(chuàng)建命令對(duì)象并設(shè)置命令的接收者。
• Command（命令接口）：定義命令接口，聲明執(zhí)行操作的抽象方法。

命令模式使得我們能夠通過不同的命令對(duì)象來執(zhí)行不同的操作，且操作的執(zhí)行由調(diào)用者控制。

場(chǎng)景

適用場(chǎng)景

• 請(qǐng)求調(diào)用者與請(qǐng)求接收者解耦：當(dāng)客戶端希望通過發(fā)送請(qǐng)求來調(diào)用不同的操作，而不希望知道具體如何執(zhí)行時(shí)，可以使用命令模式。
• 需要參數(shù)化對(duì)象：當(dāng)需要參數(shù)化對(duì)象進(jìn)行命令的請(qǐng)求時(shí)，命令模式可以封裝請(qǐng)求的參數(shù)。
• 支持撤銷和恢復(fù)操作：命令模式非常適合實(shí)現(xiàn)撤銷和恢復(fù)操作，通過存儲(chǔ)命令對(duì)象及其執(zhí)行過程，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)撤銷功能。
• 支持隊(duì)列或日志請(qǐng)求：命令模式可以將請(qǐng)求封裝成對(duì)象，方便將多個(gè)命令排入隊(duì)列或記錄日志。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 圖形用戶界面（GUI）中的按鈕點(diǎn)擊事件：通過命令模式將按鈕的點(diǎn)擊事件封裝為命令，使得不同按鈕的操作可以被獨(dú)立控制。
• 事務(wù)管理系統(tǒng)：在事務(wù)管理中，命令可以表示一系列操作，通過命令模式進(jìn)行回滾或恢復(fù)。
• 多操作處理系統(tǒng)：在系統(tǒng)中可能有多個(gè)操作（如編輯操作），使用命令模式可以統(tǒng)一管理操作。

類設(shè)計(jì)

命令模式通常包括以下幾個(gè)角色：

1. Command（命令接口）：聲明執(zhí)行操作的抽象方法。
2. ConcreteCommand（具體命令類）：實(shí)現(xiàn)了 Command 接口，封裝了具體的請(qǐng)求與接收者之間的關(guān)系。
3. Receiver（接收者）：負(fù)責(zé)執(zhí)行與請(qǐng)求相關(guān)的操作。
4. Invoker（調(diào)用者）：調(diào)用命令對(duì)象來執(zhí)行請(qǐng)求。
5. Client（客戶端）：客戶端創(chuàng)建命令對(duì)象并設(shè)置接收者。

代碼實(shí)現(xiàn)

我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè) 遙控器操作 的例子。遙控器上有多個(gè)按鈕，每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)一個(gè)操作（如打開電視、關(guān)閉空調(diào)等）。我們使用命令模式來封裝每個(gè)按鈕的操作，并通過遙控器（調(diào)用者）來執(zhí)行這些操作。

1. 定義命令接口（Command）

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;// 命令接口
class Command {
public:virtual void execute() = 0;  // 執(zhí)行命令的接口virtual ~Command() {}
};

• Command 是命令接口，聲明了 execute() 方法，該方法將由具體命令類來實(shí)現(xiàn)。

2. 定義具體命令類（ConcreteCommand）

// 電視打開命令
class TVOnCommand : public Command {
private:class TV* tv;  // 接收者（電視）public:TVOnCommand(class TV* tv) : tv(tv) {}void execute() override {tv->turnOn();  // 執(zhí)行命令：打開電視}
};// 電視關(guān)閉命令
class TVOffCommand : public Command {
private:class TV* tv;public:TVOffCommand(class TV* tv) : tv(tv) {}void execute() override {tv->turnOff();  // 執(zhí)行命令：關(guān)閉電視}
};// 空調(diào)開命令
class ACOnCommand : public Command {
private:class AC* ac;public:ACOnCommand(class AC* ac) : ac(ac) {}void execute() override {ac->turnOn();  // 執(zhí)行命令：打開空調(diào)}
};// 空調(diào)關(guān)命令
class ACOffCommand : public Command {
private:class AC* ac;public:ACOffCommand(class AC* ac) : ac(ac) {}void execute() override {ac->turnOff();  // 執(zhí)行命令：關(guān)閉空調(diào)}
};

• 每個(gè)命令類（如 TVOnCommand、TVOffCommand 等）都實(shí)現(xiàn)了 Command 接口，并封裝了具體的操作邏輯。
• 每個(gè)命令類持有一個(gè)接收者（例如 TV 或 AC），并在 execute() 方法中調(diào)用接收者的方法執(zhí)行具體的操作。

3. 定義接收者類（Receiver）

class TV {
public:void turnOn() {cout << "TV is turned ON." << endl;}void turnOff() {cout << "TV is turned OFF." << endl;}
};class AC {
public:void turnOn() {cout << "AC is turned ON." << endl;}void turnOff() {cout << "AC is turned OFF." << endl;}
};

• TV 和 AC 類是接收者，包含了執(zhí)行具體操作的方法（例如打開電視、關(guān)閉空調(diào)）。

4. 定義調(diào)用者類（Invoker）

class RemoteControl {
private:Command* command;  // 持有命令對(duì)象public:void setCommand(Command* command) {this->command = command;  // 設(shè)置命令對(duì)象}void pressButton() {command->execute();  // 執(zhí)行命令}
};

• RemoteControl 類是調(diào)用者，持有一個(gè)命令對(duì)象并在按下按鈕時(shí)執(zhí)行該命令。

5. 客戶端調(diào)用

int main() {// 創(chuàng)建接收者對(duì)象TV* tv = new TV();AC* ac = new AC();// 創(chuàng)建命令對(duì)象Command* tvOn = new TVOnCommand(tv);Command* tvOff = new TVOffCommand(tv);Command* acOn = new ACOnCommand(ac);Command* acOff = new ACOffCommand(ac);// 創(chuàng)建遙控器RemoteControl* remote = new RemoteControl();// 按下按鈕打開電視remote->setCommand(tvOn);remote->pressButton();// 按下按鈕關(guān)閉電視remote->setCommand(tvOff);remote->pressButton();// 按下按鈕打開空調(diào)remote->setCommand(acOn);remote->pressButton();// 按下按鈕關(guān)閉空調(diào)remote->setCommand(acOff);remote->pressButton();// 清理內(nèi)存delete tv;delete ac;delete tvOn;delete tvOff;delete acOn;delete acOff;delete remote;return 0;
}

6. 輸出結(jié)果

TV is turned ON.
TV is turned OFF.
AC is turned ON.
AC is turned OFF.

• 客戶端通過 RemoteControl 類來控制設(shè)備的開關(guān)，每次按下按鈕時(shí)，遙控器都會(huì)調(diào)用相應(yīng)命令對(duì)象的 execute() 方法，來完成實(shí)際的操作。

命令模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

• 解耦發(fā)送者和接收者：命令模式將請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者解耦，客戶端不需要知道誰會(huì)處理請(qǐng)求，只需要發(fā)送命令對(duì)象即可。
• 支持撤銷和恢復(fù)：命令模式可以很容易實(shí)現(xiàn)撤銷和恢復(fù)操作，命令對(duì)象可以保存執(zhí)行過程，支持回滾。
• 命令隊(duì)列和日志：命令可以存儲(chǔ)在隊(duì)列中或日志中，方便管理和回溯。
• 可擴(kuò)展性：新命令的增加不會(huì)影響現(xiàn)有代碼，只需要新增具體命令類即可。

缺點(diǎn)

• 類的數(shù)量增加：每個(gè)命令都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的命令類，可能會(huì)增加類的數(shù)量。
• 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜：使用命令模式時(shí)，系統(tǒng)中需要管理多個(gè)命令類、調(diào)用者和接收者，可能使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

場(chǎng)景

適用場(chǎng)景：

• GUI事件處理：例如，按鈕點(diǎn)擊、菜單選擇等GUI事件的處理，可以通過命令模式將每個(gè)事件封裝為命令對(duì)象。
• 任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)：將任務(wù)封裝成命令對(duì)象，通過隊(duì)列或調(diào)度器執(zhí)行任務(wù)。
• 撤銷/恢復(fù)功能：如文本編輯器、繪圖軟件等，需要提供撤銷和重做的功能，命令模式能很方便地實(shí)現(xiàn)該功能。
• 宏命令：多個(gè)命令可以組合成一個(gè)“宏命令”，一起執(zhí)行。

應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 文本編輯器的撤銷操作：用戶進(jìn)行文本編輯時(shí)，編輯操作可以封裝為命令對(duì)象，撤銷時(shí)，可以通過命令對(duì)象來恢復(fù)到之前的狀態(tài)。
2. 圖形編輯器中的操作：在圖形編輯器中，用戶可以執(zhí)行繪制、刪除、移動(dòng)等操作，每個(gè)操作都可以封裝為命令對(duì)象，便于撤銷和重做。
3. 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求處理：網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求可以封裝為命令對(duì)象，每個(gè)請(qǐng)求可以通過命令對(duì)象來執(zhí)行，便于管理請(qǐng)求的執(zhí)行順序和狀態(tài)。

總結(jié)

命令模式通過將請(qǐng)求封裝成命令對(duì)象，使得請(qǐng)求的發(fā)送者與接收者解耦。它可以幫助簡(jiǎn)化系統(tǒng)中的操作，支持撤銷/恢復(fù)功能，并使得系統(tǒng)更具擴(kuò)展性。命令模式適用于事件處理、任務(wù)調(diào)度、宏命令等場(chǎng)景，可以使系統(tǒng)的操作更加靈活和可管理。