设计模式-命令模式 C++实现

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。

1.模式定义

命令模式(Command Pattern)：将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；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。

2.模式结构

命令模式包含如下角色：

Command: 抽象命令类ConcreteCommand: 具体命令类Invoker: 调用者Receiver: 接收者Client:客户类

3.代码分析

Receive.h

class Receiver{public:    Receiver() {};    virtual ~Receiver() {};    void action();};

Receive.cpp

#include "Receiver.h"#include <iostream>using namespace std;void Receiver::action() {    cout << "receiver action." << endl;}

Command.h

#include "Receiver.h"class Command{public:    Command() {};    virtual ~Command() {};    virtual void execute() = 0;};

Concrete.h

#include "Command.h"#include "Receiver.h"class ConcreteCommand : public Command{public:    ConcreteCommand(Receiver * pReceiver);    virtual ~ConcreteCommand();    virtual void execute();private:    Receiver *m_pReceiver;};

Concrete.cpp

#include "ConcreteCommand.h"#include <iostream>using namespace std;ConcreteCommand::ConcreteCommand(Receiver *pReceiver){    m_pReceiver = pReceiver;}ConcreteCommand::~ConcreteCommand(){}void ConcreteCommand::execute(){    cout << "ConcreteCommand::execute" << endl;    m_pReceiver->action();}

Invoker.h

#include "Command.h"class Invoker{public:    Invoker(Command * pCommand);    virtual ~Invoker();    void call();private:    Command *m_pCommand;};

Invoker.cpp

#include "Invoker.h"#include <iostream>using namespace std;Invoker::Invoker(Command * pCommand) {    m_pCommand = pCommand;}Invoker::~Invoker() {}void Invoker::call() {    cout << "invoker calling" << endl;    m_pCommand->execute();}

测试代码

int main(int argc, char *argv[]){    Receiver * pReceiver = new Receiver();    ConcreteCommand * pCommand = new ConcreteCommand(pReceiver);    Invoker * pInvoker = new Invoker(pCommand);    pInvoker->call();    delete pReceiver;    delete pCommand;    delete pInvoker;    return 0;}

4.模式优点

命令模式的优点

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。

5.模式缺点

命令模式的缺点

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。

6.总结

在命令模式中，将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；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，其别名为动作模式或事务模式。
命令模式包含四个角色：抽象命令类中声明了用于执行请求的execute()等方法，通过这些方法可以调用请求接收者的相关操作；具体命令类是抽象命令类的子类，实现了在抽象命令类中声明的方法，它对应具体的接收者对象，将接收者对象的动作绑定其中；调用者即请求的发送者，又称为请求者，它通过命令对象来执行请求；接收者执行与请求相关的操作，它具体实现对请求的业务处理。
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。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。
命令模式的主要优点在于降低系统的耦合度，增加新的命令很方便，而且可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令，并方便地实现对请求的撤销和恢复；其主要缺点在于可能会导致某些系统有过多的具体命令类。
命令模式适用情况包括：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；需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求；需要支持命令的撤销操作和恢复操作，需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。