C# 一分钟浅谈：命令模式与职责链模式

在软件设计模式中，命令模式和职责链模式都是非常实用的设计模式，它们可以帮助我们构建更加灵活和可扩展的应用程序。本文将从基础概念出发，逐步深入探讨这两种模式，并通过具体的C#代码示例来帮助理解。

命令模式

概念

命令模式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、队列或者请求日志参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。

核心组件

• Command（命令接口） ：声明执行操作的接口。
• ConcreteCommand（具体命令） ：实现命令接口，定义与接收者相关的绑定操作。
• Receiver（接收者） ：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
• Invoker（调用者） ：要求命令对象执行请求。
• Client（客户端） ：创建具体命令对象并设置其接收者。

优点

• 解耦：发送者与接收者解耦。
• 扩展性：可以很容易地增加新的命令。
• 支持撤销操作：命令对象可以存储状态以便撤销操作。

缺点

• 类膨胀：每一个命令都需要一个具体的类来实现。

示例代码

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

// 具体命令
public class LightOnCommand : ICommand
{
    private readonly Light _light;

    public LightOnCommand(Light light)
    {
        _light = light;
    }

    public void Execute()
    {
        _light.TurnOn();
    }
}

// 接收者
public class Light
{
    public void TurnOn()
    {
        Console.WriteLine("Light is on");
    }
}

// 调用者
public class RemoteControl
{
    private ICommand _command;

    public void SetCommand(ICommand command)
    {
        _command = command;
    }

    public void PressButton()
    {
        _command.Execute();
    }
}

// 客户端
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var light = new Light();
        var lightOnCommand = new LightOnCommand(light);
        var remoteControl = new RemoteControl();

        remoteControl.SetCommand(lightOnCommand);
        remoteControl.PressButton(); // 输出: Light is on
    }
}

常见问题与易错点

• 过度使用命令模式：并不是所有的情况都适合使用命令模式，过度使用会导致类的膨胀。
• 命令对象的状态管理：如果命令对象需要维护状态，需要小心管理，避免内存泄漏。

如何避免

• 合理评估需求：在决定是否使用命令模式时，评估其带来的好处是否大于增加的复杂度。
• 使用泛型：可以通过泛型来减少具体命令类的数量。

职责链模式

概念

职责链模式是一种行为设计模式，它允许你将请求沿着处理者链进行发送。收到请求后，每个处理者都可以处理请求或将其传递给链中的下一个处理者。

核心组件

• Handler（处理者接口） ：声明处理请求的方法。
• ConcreteHandler（具体处理者） ：处理请求或将其传递给下一个处理者。
• Client（客户端） ：创建处理者对象并发起请求。

优点

• 解耦：发送者和接收者解耦。
• 灵活性：可以动态地添加或删除处理者。

缺点

• 调试困难：由于请求可能经过多个处理者，调试时可能比较困难。
• 性能问题：如果链过长，可能会导致性能下降。

示例代码

// 处理者接口
public abstract class Handler
{
    protected Handler _nextHandler;

    public void SetNext(Handler nextHandler)
    {
        _nextHandler = nextHandler;
    }

    public abstract void HandleRequest(int request);
}

// 具体处理者
public class ConcreteHandler1 : Handler
{
    public override void HandleRequest(int request)
    {
        if (request >= 0 && request < 10)
        {
            Console.WriteLine($"ConcreteHandler1 handled request {request}");
        }
        else if (_nextHandler != null)
        {
            _nextHandler.HandleRequest(request);
        }
    }
}

public class ConcreteHandler2 : Handler
{
    public override void HandleRequest(int request)
    {
        if (request >= 10 && request < 20)
        {
            Console.WriteLine($"ConcreteHandler2 handled request {request}");
        }
        else if (_nextHandler != null)
        {
            _nextHandler.HandleRequest(request);
        }
    }
}

// 客户端
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var handler1 = new ConcreteHandler1();
        var handler2 = new ConcreteHandler2();

        handler1.SetNext(handler2);

        handler1.HandleRequest(5);  // 输出: ConcreteHandler1 handled request 5
        handler1.HandleRequest(15); // 输出: ConcreteHandler2 handled request 15
        handler1.HandleRequest(25); // 输出: 无输出，因为没有处理者处理 25
    }
}

常见问题与易错点

• 链的终止：确保链的最后一个处理者能够正确处理未被处理的请求，避免无限循环。
• 性能问题：如果链过长，可能会导致性能下降。

如何避免

• 明确链的终止条件：确保每个处理者都有明确的处理逻辑，并且链的最后一个处理者能够处理未被处理的请求。
• 优化链的长度：根据实际需求合理设计链的长度，避免不必要的处理者。

总结

命令模式和职责链模式都是行为设计模式，它们各自有不同的应用场景和优缺点。通过本文的介绍和示例代码，希望读者能够更好地理解和应用这两种设计模式，从而构建更加灵活和可扩展的应用程序