命令模式（command）

参考：

命令设计模式 (command pattern)

[1. 命令模式 — Graphic Design Patterns (design-patterns.readthedocs.io)](https://github.com/JakubVojvoda/design-patterns-cpp/blob/master/proxy/Proxy.cpp)

design-patterns-cpp/Command.cpp at master · JakubVojvoda/design-patterns-cpp · GitHub

 

一、什么是命令模式？

  在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计，使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活。
 
  命令模式可以对发送者和接收者完全解耦，发送者与接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。这就是命令模式的模式动机。
 
  命令模式(Command Pattern)：将一个请求封装为一个对象，客户可以复用不同的请求；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。
 
  比如，你在饭店中点餐。你可以将你点的菜看成一个个请求，写在订单上(请求队列)，服务员在你点完餐后可以核对，或者修改订单，最终交给厨师烹饪。厨师是命令处理者，你是命令发送者。厨师能够根据订单开始烹饪，而无需跑来直接和你确认订单详情。

 

 

二、实现

命令(Command)模式包含以下主要角色：

1、抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法execute()。
2、具体命令类（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，它拥有接收者对象，并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
3、实现者/接收者（Receiver）角色：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者，会完成实际的工作。
4、调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。
5、客户端（Client）角色：构造调用者(包括它所依赖的对象)，并调用。调用者 -> 具体命令 -> 接收者。

 

 

/*
 * C++ Design Patterns: Command
 * Author: Jakub Vojvoda [github.com/JakubVojvoda]
 * 2016
 *
 * Source code is licensed under MIT License
 * (for more details see LICENSE)
 *
 */

#include 

/*
 * 接收者
 * 负责执行与请求相关的操作
 */
class Receiver
{
public:
  void action()
  {
    std::cout << "Receiver: execute action" << std::endl;
  }
  // ...
};

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

protected:
  Command() {}
};

/*
 * 具体命令
 * 通过调用接收者的动作来实现命令接口, 它包含一个接收者成员
 */
class ConcreteCommand : public Command
{
public:
  ConcreteCommand( Receiver *r ) : receiver( r ) {}
  
  ~ConcreteCommand()
  {
    if ( receiver )
    {
      delete receiver;
    }
  }
  
  void execute()
  {
    receiver->action();
  }
  // ...
  
private:
  Receiver *receiver;
  // ...
};

/*
 * 调用者
 * 可以包含任意数量的命令(列表), 并执行命令
 */
class Invoker
{
public:
  void set( Command *c )
  {
    command = c;
  }
  
  void call()
  {
    if ( command )
    {
      command->execute();  
    }
  }
  // ...

private:
  Command *command;
  // ...
};


int main()
{
  /* main方法中就相当于client, 创建调用者及其依赖项, 并调用 */
  ConcreteCommand command( new Receiver() );
  
  Invoker invoker;
  invoker.set( &command );
  invoker.call();
  
  return 0;
}
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三、优缺点

命令模式的本质是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。
 

• 每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求，要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。
• 命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。
• 命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。
• 命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。

优点

• 降低系统的耦合度。
• 新的命令可以很容易地加入到系统中。
• 可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令（组合命令）。
• 可以方便地实现对请求的Undo和Redo。

缺点

• 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类，因此某些系统可能需要大量具体命令类，这将影响命令模式的使用。

 

四、适用环境

在以下情况下可以使用命令模式：

• 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。
• 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
• 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
• 系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令

 

五、模式应用

很多系统都提供了宏命令功能，如UNIX平台下的Shell编程，可以将多条命令封装在一个命令对象中，只需要一条简单的命令即可执行一个命令序列，这也是命令模式的应用实例之一。

 

六、模式扩展

宏命令又称为组合命令，它是命令模式和组合模式联用的产物。

宏命令也是一个具体命令，不过它包含了对其他命令对象的引用，在调用宏命令的execute()方法时，将递归调用它所包含的每个成员命令的execute()方法，一个宏命令的成员对象可以是简单命令，还可以继续是宏命令。执行一个宏命令将执行多个具体命令，从而实现对命令的批处理。