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命令模式（Command Pattern）详解

1. 定义

命令模式是一种行为型设计模式，它将一个请求封装为一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化、对请求排队或记录日志，以及支持可撤销的操作。

通俗解释：
将操作（请求）抽象成独立的对象，从而分离请求的发送者和接收者，允许轻松添加、修改和管理请求。

2. 组成部分

3. 使用场景

4. 优点与缺点

5. 使用案例

示例描述：

一个智能家居系统，包括电灯和电视，可以通过遥控器控制它们的开关，并支持撤销功能。

C++ 示例

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

// 接收者：灯
class Light {
public:
    void on() {
        cout << "Light is ON" << endl;
    }
    void off() {
        cout << "Light is OFF" << endl;
    }
};

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

// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand : public Command {
private:
    Light* light;
public:
    LightOnCommand(Light* l) : light(l) {}
    void execute() override {
        light->on();
    }
    void undo() override {
        light->off();
    }
};

// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand : public Command {
private:
    Light* light;
public:
    LightOffCommand(Light* l) : light(l) {}
    void execute() override {
        light->off();
    }
    void undo() override {
        light->on();
    }
};

// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
private:
    Command* command;
    stack<Command*> history;
public:
    void setCommand(Command* cmd) {
        command = cmd;
    }
    void pressButton() {
        if (command) {
            command->execute();
            history.push(command);
        }
    }
    void pressUndo() {
        if (!history.empty()) {
            Command* cmd = history.top();
            cmd->undo();
            history.pop();
        }
    }
};

// 客户端代码
int main() {
    Light light;
    LightOnCommand lightOn(&light);
    LightOffCommand lightOff(&light);

    RemoteControl remote;
    remote.setCommand(&lightOn);
    remote.pressButton(); // 打开灯
    remote.pressUndo();   // 撤销打开灯

    remote.setCommand(&lightOff);
    remote.pressButton(); // 关闭灯
    remote.pressUndo();   // 撤销关闭灯

    return 0;
}

C# 示例

using System;
using System.Collections.Generic;

// 接收者：灯
class Light {
    public void On() {
        Console.WriteLine("Light is ON");
    }
    public void Off() {
        Console.WriteLine("Light is OFF");
    }
}

// 命令接口
interface ICommand {
    void Execute();
    void Undo();
}

// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand : ICommand {
    private Light light;
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void Execute() {
        light.On();
    }
    public void Undo() {
        light.Off();
    }
}

// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand : ICommand {
    private Light light;
    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void Execute() {
        light.Off();
    }
    public void Undo() {
        light.On();
    }
}

// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
    private ICommand command;
    private Stack<ICommand> history = new Stack<ICommand>();

    public void SetCommand(ICommand command) {
        this.command = command;
    }

    public void PressButton() {
        command?.Execute();
        history.Push(command);
    }

    public void PressUndo() {
        if (history.Count > 0) {
            ICommand cmd = history.Pop();
            cmd.Undo();
        }
    }
}

// 客户端代码
class Program {
    static void Main(string[] args) {
        Light light = new Light();
        ICommand lightOn = new LightOnCommand(light);
        ICommand lightOff = new LightOffCommand(light);

        RemoteControl remote = new RemoteControl();
        remote.SetCommand(lightOn);
        remote.PressButton(); // 打开灯
        remote.PressUndo();   // 撤销打开灯

        remote.SetCommand(lightOff);
        remote.PressButton(); // 关闭灯
        remote.PressUndo();   // 撤销关闭灯
    }
}

命令模式的类图

6. 命令模式与其他模式对比

总结

• 适用场景： 当需要参数化请求、支持撤销操作、记录操作日志时，适合使用命令模式。
• 优点： 解耦发送者和接收者，支持撤销与恢复操作，扩展性强。
• 注意事项： 不要因滥用模式而增加系统复杂度，仅在需要时使用。

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