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重温设计模式--8、命令模式

news 来源：原创 2025/5/19 5:43:14

文章目录

      • 命令模式的详细介绍
      • C++ 代码示例
      • C++代码示例2

命令模式的详细介绍

在这里插入图片描述

  1. 定义与概念

    • 命令模式属于行为型设计模式，它旨在将一个请求封装成一个对象，从而让你可以用不同的请求对客户端进行参数化，将请求的发送者和接收者解耦，并且能够方便地对请求进行排队、记录请求日志，以及支持可撤销的操作等。
    • 例如，在一个智能家居系统中，有各种电器设备（如灯、电视、空调等），而用户可以通过遥控器（类似调用者）发出各种操作指令（如开灯、关电视、调空调温度等，这些指令就是不同的命令），每个电器设备就是接收者，它们知道如何具体执行对应的操作。通过命令模式，可以把这些操作指令都封装成一个个独立的命令对象，这样遥控器就可以方便地调用不同的命令来控制不同的电器，而且便于系统进行扩展、管理和实现诸如撤销操作等功能。

  2. 角色构成及职责

    • 命令（Command）接口或抽象类：这是整个模式的核心抽象，它声明了执行操作的方法，通常是一个名为 execute 的纯虚函数（在 C++ 中）。其作用是为所有具体命令类提供统一的执行接口规范，使得调用者可以用统一的方式来调用不同的具体命令。
    • 具体命令（ConcreteCommand）类：实现了 Command 接口，内部持有一个接收者（Receiver）对象的引用。在 execute 方法中，它会调用接收者对象相应的方法来完成具体的操作。例如，对于“开灯”这个具体命令，它的 execute 方法里就会调用灯（接收者）对象的“点亮”方法来实际执行开灯操作。
    • 接收者（Receiver）类：接收者是真正知道如何执行具体业务逻辑和操作的对象，它包含了与实际操作相关的方法。不同的接收者对应不同的功能实体，比如电器设备等，每个接收者的方法实现了具体要做的事情，像灯的亮灭、电视的开关频道切换等操作都是在接收者类里定义方法实现的。
    • 调用者（Invoker）类：负责触发命令的执行，它持有一个或多个命令对象的引用，可以通过调用命令对象的 execute 方法来让命令生效。调用者可以管理命令的执行顺序，例如可以将多个命令按顺序放入一个队列中然后依次执行；也能方便地实现一些高级功能，比如存储历史命令以便支持撤销和重做操作等。
      在这里插入图片描述

  3. 优点

    • 解耦请求发送者和接收者：发送者不需要知道接收者具体的实现细节以及如何执行操作，只需要调用命令对象的执行方法就行，这样双方的依赖关系变得松散，便于各自独立修改和扩展。
    • 方便实现撤销和重做功能：通过记录已经执行过的命令对象，可以很容易地实现撤销操作（按照一定规则反向执行之前的命令）以及重做操作（再次执行已经撤销的命令），这在很多应用场景中非常有用，比如文本编辑器的撤销和重做功能。
    • 增强代码的可扩展性和可维护性：新增加具体命令或者接收者都相对容易，只需要实现对应的接口或者继承相应的抽象类，然后按照规则整合到系统中即可，不会对现有代码结构造成大规模的破坏。

  4. 缺点

    • 增加了代码的复杂性：引入了多个类和接口来实现命令模式，相比于直接调用方法实现功能，整体代码结构变得更复杂，对于简单的场景来说可能有点“大材小用”，会让代码理解和维护成本在一定程度上提高。
    • 可能存在过多的小类：每一个具体的命令都需要对应一个具体命令类，如果有大量不同的命令，会导致类的数量增多，不过这可以通过合理的设计和适当的抽象来缓解。

  5. 应用场景

    • 图形界面操作：例如在绘图软件中，像绘制图形、移动图形、删除图形等操作都可以封装成不同的命令，方便用户通过菜单、快捷键等方式触发，也便于实现撤销和重做功能。
    • 游戏开发：游戏中角色的各种动作（如攻击、跳跃、移动等）可以看作是不同的命令，由玩家输入（调用者）触发，然后游戏角色（接收者）执行相应的动作，并且可以记录操作历史来实现一些回滚操作等功能。
    • 任务队列系统：把不同的任务封装成命令放入队列中，按照顺序依次执行，便于对任务进行统一管理和调度，比如后台服务器处理各种业务请求任务等场景。

C++ 代码示例

以下是一个简单的模拟遥控器控制电器设备的 C++ 代码示例，体现了命令模式的基本结构和用法：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>// 命令接口
class Command 
{
public:virtual void execute() = 0;
};// 接收者 - 灯类，代表一个可以被控制的电器设备
class Light
{
public:void turnOn(){std::cout << "Light is turned on." << std::endl;}void turnOff(){std::cout << "Light is turned off." << std::endl;}
};// 具体命令 - 开灯命令
class LightOnCommand : public Command 
{
private:std::shared_ptr<Light> light;
public:LightOnCommand(std::shared_ptr<Light> l) : light(l) {}void execute() override{light->turnOn();}
};// 具体命令 - 关灯命令
class LightOffCommand : public Command 
{
private:std::shared_ptr<Light> light;
public:LightOffCommand(std::shared_ptr<Light> l) : light(l) {}void execute() override{light->turnOff();}
};// 调用者 - 遥控器类
class RemoteControl 
{
private:std::vector<std::shared_ptr<Command>> onCommands;std::vector<std::shared_ptr<Command>> offCommands;
public:RemoteControl(){onCommands.resize(7);offCommands.resize(7);}void setCommand(int slot, std::shared_ptr<Command> onCommand, std::shared_ptr<Command> offCommand){onCommands[slot] = onCommand;offCommands[slot] = offCommand;}void onButtonWasPushed(int slot) {if (onCommands[slot]) {onCommands[slot]->execute();}}void offButtonWasPushed(int slot) {if (offCommands[slot]){offCommands[slot]->execute();}}
};int main()
{// 创建灯对象std::shared_ptr<Light> livingRoomLight = std::make_shared<Light>();// 创建具体命令对象std::shared_ptr<LightOnCommand> livingRoomLightOn = std::make_shared<LightOnCommand>(livingRoomLight);std::shared_ptr<LightOffCommand> livingRoomLightOff = std::make_shared<LightOffCommand>(livingRoomLight);// 创建遥控器对象RemoteControl remote;remote.setCommand(0, livingRoomLightOn, livingRoomLightOff);// 按下遥控器开灯按钮remote.onButtonWasPushed(0);// 按下遥控器关灯按钮remote.offButtonWasPushed(0);return 0;
}

在上述代码中：

  • Command 接口定义了统一的执行操作的抽象方法 execute。
  • Light 类作为接收者，包含了灯的实际操作方法 turnOn 和 turnOff。
  • LightOnCommand 和 LightOffCommand 是具体命令类，它们分别关联了灯对象，并在 execute 方法中调用对应的灯操作方法来实现开灯和关灯的命令功能。
  • RemoteControl 类作为调用者，通过 setCommand 方法可以设置不同按钮对应的开和关命令，然后通过 onButtonWasPushed 和 offButtonWasPushed 方法来触发相应命令的执行，模拟了遥控器控制灯的操作过程。

这个示例只是一个基础的展示，你可以根据实际需求进一步扩展，比如添加更多的电器设备和对应的命令，或者实现命令的撤销、重做等功能（就像前面介绍中提到的那样，可以通过记录已执行的命令列表等方式来实现）。

C++代码示例2

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//将一个请求封装成一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化//厨师类
class C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"111111111"<<endl;}
};//广东厨师
class GuangDongCook: public C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"广东菜，淡、淡、淡"<<endl;}
};//四川厨师
class SiChuanCook: public C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"四川菜，辣、辣、辣"<<endl;}
};//菜点
class Food
{
public:virtual void cook(){}
};//广东菜
class Guangdongfood : public Food
{
private:C_COOK *m_cook;
public:Guangdongfood(C_COOK *p_cook):m_cook(p_cook){}void cook(){m_cook->docooking();}
};//四川菜
class SiChuanfood : public Food
{
private:C_COOK *m_cook;
public:SiChuanfood(C_COOK *p_cook):m_cook(p_cook){}void cook(){m_cook->docooking();}
};//服务员
class Waiter
{list<Food*>ls;
public:void SetOrder(Food *p_food){ls.push_back(p_food);}void POST(){list<Food*>::iterator itr = ls.begin();for(;itr!=ls.end();++itr){std::cout<<typeid(*itr).name()<<endl;//打印出来类型，在这里还是Food *类型(*itr)->cook();//对应的师傅开始做菜//在此处调用开始出现多态，//第一次push进来的是  Food *sifood = new SiChuanfood(m_suicook);//实际类型是 SiChuanfood * 当调用时进行RTTI运行时类型识别 识别为SiChuanfood*//进而调用  cout<<"四川菜，辣、辣、辣"<<endl;}}
};int main()
{C_COOK *m_suicook = new SiChuanCook();C_COOK*m_gdcook = new GuangDongCook();Food *sifood = new SiChuanfood(m_suicook);Food*gdfood = new Guangdongfood(m_gdcook);Waiter xiaoli;xiaoli.SetOrder(sifood);//记录xiaoli.SetOrder(gdfood);//记录xiaoli.POST();//通知return 0;
}输出如下
class Food *
四川菜，辣、辣、辣
class Food *
广东菜，淡、淡、淡
请按任意键继续. . .

如果要是再增加一个湖南菜，这时需要加一个湖南菜的类和湖南厨师类，代码如下

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//将一个请求封装成一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化//厨师类
class C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"111111111"<<endl;}
};//广东厨师
class GuangDongCook: public C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"广东菜，淡、淡、淡"<<endl;}
};//四川厨师
class SiChuanCook: public C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"四川菜，辣、辣、辣"<<endl;}
};//湖南厨师
class HUnanCook: public C_COOK
{
public:virtual void docooking(){cout<<"湖南菜，贼辣、贼辣、贼辣"<<endl;}
};//菜点
class Food
{
public:virtual void cook(){}
};//广东菜
class Guangdongfood : public Food
{
private:C_COOK *m_cook;
public:Guangdongfood(C_COOK *p_cook):m_cook(p_cook){}void cook(){m_cook->docooking();}
};//四川菜
class SiChuanfood : public Food
{
private:C_COOK *m_cook;
public:SiChuanfood(C_COOK *p_cook):m_cook(p_cook){}void cook(){m_cook->docooking();}
};//新增//湖南菜
class Hunanfood : public Food
{
private:C_COOK *m_cook;
public:Hunanfood(C_COOK *p_cook):m_cook(p_cook){}void cook(){m_cook->docooking();}
};//服务员
class Waiter
{list<Food*>ls;
public:void SetOrder(Food *p_food){ls.push_back(p_food);}void POST(){list<Food*>::iterator itr = ls.begin();for(;itr!=ls.end();++itr){std::cout<<typeid(*itr).name()<<endl;//打印出来类型，在这里还是Food *类型(*itr)->cook();//在此处调用开始出现多态，//第一次push进来的是  Food *sifood = new SiChuanfood(m_suicook);//实际类型是 SiChuanfood * 当调用时进行RTTI运行时类型识别 识别为SiChuanfood*//进而调用  cout<<"四川菜，辣、辣、辣"<<endl;}}
};int main()
{C_COOK *m_suicook = new SiChuanCook();C_COOK*m_gdcook = new GuangDongCook();C_COOK*m_hncook = new HUnanCook();Food *sifood = new SiChuanfood(m_suicook);Food*gdfood = new Guangdongfood(m_gdcook);Food*hnfood = new Hunanfood(m_hncook);Waiter xiaoli;xiaoli.SetOrder(sifood);xiaoli.SetOrder(gdfood);xiaoli.SetOrder(hnfood);xiaoli.POST();return 0;
}结果如下
class Food *
四川菜，辣、辣、辣
class Food *
广东菜，淡、淡、淡
class Food *
湖南菜，贼辣、贼辣、贼辣
请按任意键继续. . .

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编程日记 2025/5/18 0:10:58

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C语言从入门到放弃 1. 介绍1.1 特点1.2 历史与发展1.3 应用领域 2. 安装2.1 编译器安装2.2 编辑器安装 3. 第一个程序1. 包含头文件2. 主函数定义3. 打印语句4. 返回值 4. 基础语法4.1 注释4.1.1 单行注释4.1.2 多行注释 4.2 关键字4.2.1 C语言标准4.2.2 C89/C90关键字&#xf…...

编程日记 2025/5/16 14:18:42

硬件设计：RS232电平标准

RS232是一种常用的串行通信接口标准&#xff0c;主要用于计算机和外部设备之间的数据传输。以下是RS232电平标准的详细介绍&#xff1a; 1. 电气特性&#xff1a; 信号电平&#xff1a; 逻辑1 (MARK)&#xff1a;-3V到-15V之间。通常&#xff0c;-5V到-15V之间为有效的逻辑1。…...

编程日记 2025/5/18 16:34:38

前端初学基础

一.Web开发 前端三件 HTML &#xff0c;页面展现 CSS&#xff0c;样式 JS(JavaScript),动起来 二&#xff0c;HTML 1.HTML概念 网页&#xff0c;网站中的一个页面&#xff0c;网页是构成网站的基本元素&#xff0c;是承载各种网站应用的平台。通俗的说&#xff0c;网站就…...

编程日记 2025/5/16 19:08:26

在 CentOS 7 上安装 Node.js 20 并升级 GCC、make 和 glibc

在 CentOS 7 上安装 Node.js 20 并升级 GCC、make 和 glibc &#x1f4d6; 前言 在 CentOS 7 上使用 NVM 安装 Node.js 后&#xff0c;可能会遇到如下问题&#xff1a; node: /lib64/libm.so.6: version GLIBC_2.27’ not found (required by node) node: /lib64/libc.so.6:…...

编程日记 2025/5/18 10:18:31

mac中idea菜单工具栏没有git图标了

1.右击菜单工具栏 2.选中VCS&#xff0c;点击添加 3.搜索你要的工具&#xff0c;选中点击确定就添加了 4.回到上面一个界面&#xff0c;选中你要放到工具栏的工具&#xff0c;点击应用就好了 5.修改图标&#xff0c;快捷键或者右击选中编辑图标 6.选择你要的图标就好了...

编程日记 2025/5/14 18:08:37

C++简明教程（10）（初识类）

类的教程 C 类的完整教程 C 中&#xff0c;类&#xff08;class&#xff09;是面向对象编程的核心概念&#xff0c;用于定义对象的属性&#xff08;数据成员&#xff09;和行为&#xff08;成员函数&#xff09;。本教程将带你从零开始&#xff0c;循序渐进地学习如何定义和使…...

编程日记 2025/5/19 3:49:06

微机接口课设——基于Proteus和8086的打地鼠设计（8255、8253、8259）

原理图设计 汇编代码 ; I/O 端口地址定义 IOY0 EQU 0600H IOY1 EQU 0640H IOY2 EQU 0680HMY8255_A EQU IOY000H*2 ; 8255 A 口端口地址 MY8255_B EQU IOY001H*2 ; 8255 B 口端口地址 MY8255_C EQU IOY002H*2 ; 8255 C 口端口地址 MY8255_MODE EQU IOY003H*2 ; …...

编程日记 2025/5/15 9:08:11

ctfshow-jwt

将信息进行安全的封装&#xff0c;以json的方式传递 三部分分别是: Header { typ: JWT token类型 alg: HS256 算法名称 } 将这个信息进行base64加密&#xff0c;构成了第一部分 payload载荷&#xff0c;存放主要信息的地方 { "sub": 1234567890, 标准中注册的…...

编程日记 2025/5/12 8:57:33

植物大战僵尸融合版，真无双版，喵版，抽卡版，杂交版v3

我用夸克网盘分享了「植物大战僵尸」链接&#xff1a; https://pan.quark.cn/s/11a45054a4da 融合版‌的作者为B站up主蓝飘飘fly。该版本在原版植物基础上创新地将两种不同的植物种植在一起进行融合&#xff0c;创造出独特的游戏体验‌。‌抽卡版、喵版、无双版是由B站UP主【时…...

编程日记 2025/5/16 3:20:50

将Minio设置为Django的默认Storage（django-storages）

这里写自定义目录标题 前置说明静态文件收集静态文件 使用django-storages来使Django集成Minio安装依赖settings.py测试收集静态文件测试媒体文件 前置说明 静态文件 Django默认的Storage是本地&#xff0c;项目中的CSS、图片、JS都是静态文件。一般会将静态文件放到一个单独…...

编程日记 2025/5/10 13:09:58

MaaS（Model as a Service）

1.MasS是什么&#xff1f; Model as a Service&#xff08;MaaS&#xff09;是一种云计算服务模式&#xff0c;它允许用户通过互联网访问和使用机器学习模型&#xff0c;而不需要自行构建和维护这些模型。MaaS提供了模型的托管、管理和监控&#xff0c;使用户能够专注于应用程…...

编程日记 2025/5/12 5:07:51

Docker怎么关闭容器开机自启，批量好几个容器一起操作？

环境&#xff1a; WSL2 docker v25 问题描述&#xff1a; Docker怎么关闭容器开机自启&#xff0c;批量好几个容器一起操作&#xff1f; 解决方案&#xff1a; 在 Docker 中&#xff0c;您可以使用多种方法来关闭容器并配置它们是否在系统启动时自动启动。以下是具体步骤和…...

编程日记 2025/5/18 11:55:34