命令模式通过封装请求为对象，实现发送者与执行者的解耦，支持撤销、队列和宏命令；其核心角色包括Command、ConcreteCommand、Receiver、Invoker和Client，可用于文本编辑器等场景。
命令模式是一种行为型设计模式，它将请求封装为对象，从而使你可以用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。它还支持可撤销的操作。在C++中，命令模式通过将“发送请求的对象”与“执行请求的对象”解耦，提升了系统的灵活性和扩展性。
命令模式的核心结构
命令模式通常包含以下几个角色：
- Command（命令接口）：声明执行操作的接口，通常是一个抽象基类，包含一个纯虚的execute方法。
- ConcreteCommand（具体命令）：实现Command接口，持有一个接收者对象，并在execute中调用接收者的相应方法。
- Receiver（接收者）：真正执行请求的对象，包含具体的业务逻辑。
- Invoker（调用者）：持有命令对象，并触发命令的执行，不直接与接收者交互。
- Client（客户端）：创建命令对象，并将其绑定到具体的接收者。
基本实现示例
以下是一个简单的文本编辑器中“复制”和“粘贴”命令的实现：
#include <iostream>
#include <memory>
// 接收者：文本编辑器
class TextEditor {
public:
void copy() {
std::cout << "执行复制操作\n";
}
void paste() {
std::cout << "执行粘贴操作\n";
}
};
// 命令接口
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
};
// 具体命令：复制
class CopyCommand : public Command {
private:
TextEditor& editor;
public:
explicit CopyCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}
void execute() override {
editor.copy();
}
};
// 具体命令：粘贴
class PasteCommand : public Command {
private:
TextEditor& editor;
public:
explicit PasteCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}
void execute() override {
editor.paste();
}
};
// 调用者：工具栏按钮
class Button {
private:
std::unique_ptr<Command> command;
public:
void setCommand(std::unique_ptr<Command> cmd) {
command = std::move(cmd);
}
void click() {
if (command) {
command->execute();
}
}
};
客户端使用方式：
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int main() {
TextEditor editor;
Button copyButton;
Button pasteButton;
// 绑定命令
copyButton.setCommand(std::make_unique<CopyCommand>(editor));
pasteButton.setCommand(std::make_unique<PasteCommand>(editor));
// 模拟点击
copyButton.click(); // 输出：执行复制操作
pasteButton.click(); // 输出：执行粘贴操作
return 0;
}
支持撤销操作的扩展
命令模式天然适合实现撤销功能。只需在Command接口中增加一个undo方法：
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0;
};
class CopyCommand : public Command {
private:
TextEditor& editor;
public:
explicit CopyCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}
void execute() override {
editor.copy();
}
void undo() override {
std::cout << "撤销复制操作\n";
}
};
调用者可以记录最近执行的命令，在用户按下Ctrl+Z时调用其undo方法。
命令队列与宏命令
命令还可以被放入队列中延迟执行，或者组合成“宏命令”批量执行。例如：
class MacroCommand : public Command {
private:
std::vector<std::unique_ptr<Command>> commands;
public:
void addCommand(std::unique_ptr<Command> cmd) {
commands.push_back(std::move(cmd));
}
void execute() override {
for (auto& cmd : commands) {
cmd->execute();
}
}
void undo() override {
for (auto it = commands.rbegin(); it != commands.rend(); ++it) {
(*it)->undo();
}
}
};
这样就可以把多个操作组合成一个整体，统一执行或撤销。
基本上就这些。命令模式通过封装请求，让程序更容易扩展新命令而不影响现有代码，同时支持撤销、重做、日志、队列等高级功能，是解耦请求发送者与接收者的有效手段。
