命令模式将请求封装为对象，实现调用者与接收者的解耦。1. Command接口定义execute方法；2. ConcreteCommand实现具体操作并绑定Receiver；3. Receiver执行实际动作；4. Invoker通过调用命令的execute发起请求；5. Client创建命令并绑定接收者。示例中遥控器（Invoker）通过LightOnCommand和LightOffCommand控制电灯（Receiver）的开关，支持扩展undo方法实现撤销功能，适用于GUI、任务调度等需参数化操作的场景。
在C++中，命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将“请求”封装成对象，从而使你可以用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。
核心思想是：把一个操作（比如打开灯、保存文件）变成一个对象（命令对象），这个对象知道接收者和要执行的动作，并能执行该动作。调用者不需要知道具体执行细节，只需要调用命令的execute方法即可。
基本结构
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，比如execute()
- ConcreteCommand（具体命令）：实现Command接口，持有对“接收者”的引用，并在execute中调用接收者的相应方法
- Receiver（接收者）：真正执行请求操作的对象，比如灯、文件处理器等
- Invoker（调用者）：持有命令对象，通过调用命令的execute来发起请求
- Client（客户端）：创建命令对象并绑定其接收者
代码示例
以下是一个简单的例子：用命令模式控制电灯的开关。
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#include <iostream>
#include <memory>
// 接收者：电灯
class Light {
public:
void on() {
std::cout << "Light is ON\n";
}
void off() {
std::cout << "Light is OFF\n";
}
};
// 命令接口
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
};
// 具体命令：开灯
class LightOnCommand : public Command {
Light& light;
public:
explicit LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override {
light.on();
}
};
// 具体命令：关灯
class LightOffCommand : public Command {
Light& light;
public:
explicit LightOffCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override {
light.off();
}
};
// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
std::unique_ptr<Command> command;
public:
void setCommand(std::unique_ptr<Command> cmd) {
command = std::move(cmd);
}
void pressButton() {
if (command) {
command->execute();
}
}
};
使用方式
在main函数中组装对象并运行：
int main() {
Light livingRoomLight;
// 创建具体命令
auto onCmd = std::make_unique<LightOnCommand>(livingRoomLight);
auto offCmd = std::make_unique<LightOffCommand>(livingRoomLight);
RemoteControl remote;
// 设置并执行开灯命令
remote.setCommand(std::move(onCmd));
remote.pressButton();
// 设置并执行关灯命令
remote.setCommand(std::move(offCmd));
remote.pressButton();
return 0;
}
扩展功能：支持撤销
命令模式很容易支持撤销操作。只需在Command接口中添加undo方法。
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0; // 新增撤销
};
// 修改 LightOnCommand 支持撤销
class LightOnCommand : public Command {
Light& light;
public:
explicit LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override {
light.on();
}
void undo() override {
light.off();
}
};
// 类似地，LightOffCommand 的 undo 是开灯
void undo() override {
light.on();
}
RemoteControl 可以记录上一个命令，在用户按下“撤销”时调用undo。
优点与适用场景
命令模式的优势包括：
- 解耦调用者与接收者
- 支持命令队列、宏命令（组合多个命令）、延迟执行
- 实现撤销/重做非常方便
- 可以用于实现事务性操作
适用于需要将操作参数化、记录操作日志、支持撤销机制的系统，如GUI按钮、菜单项、任务调度等。
基本上就这些。通过将请求封装为对象，C++中的命令模式提升了系统的灵活性和扩展性。
