【设计模式之命令模式 -- C++】

命令模式 – 请求封装，解耦合

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将一个请求或简单操作封装为一个对象，从而允许用户使用不同的请求、队列请求、记录请求日志、撤销操作等功能。这种模式背后的主要思想是提供将客户端请求解耦从接收者的机制。

组成

命令模式通常涉及以下几个角色：

1. 命令（Command）：定义执行操作的接口。
2. 具体命令（ConcreteCommand）：实现命令接口，定义了它必须调用的接收者的动作。
3. 调用者（Invoker）：请求命令执行某些操作。
4. 接收者（Receiver）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
5. 客户端（Client）：创建一个具体命令对象并设置其接收者。

优势

1. 解耦调用者和接收者：命令模式使得调用者和接收者之间不直接交互，而是通过命令对象进行交互，增加了系统的灵活性。
2. 扩展性：可以很容易地添加新的命令类，无需修改现有的代码，这符合开闭原则。
3. 组合命令：可以将多个命令组合成宏命令，即复合命令。
4. 支持撤销操作：命令模式可以通过实现一个撤销操作的方法来支持撤销功能。
5. 支持日志记录：可以通过命令模式记录和存储命令的历史，以便后续可以重新执行这些命令，这在需要持久化操作或事务的系统中非常有用。

使用场景

1. 图形用户界面（GUI）：在GUI中，用户的各种操作（如按钮点击、菜单选择）可以通过命令模式来实现，使得操作的撤销、重做变得可行。
2. 事务系统：在需要支持事务的系统中，命令模式可以用来实现事务的逻辑，其中每个命令代表一个操作，支持撤销（rollback）和重做（redo）操作。
3. 批处理操作：当需要执行一系列操作或者需要将操作排队执行时，命令模式提供了一种有效的管理和调度命令的方式。
4. 日志操作：在需要记录操作历史以便后续可以重新执行这些操作的系统中，命令模式可以用来实现操作的记录、存储和重放。
5. 智能家居控制系统：在智能家居或者类似的系统中，命令模式可以用来封装各种设备的操作，如开灯、关灯、调节温度等，提供一种统一的操作接口。

实现

1. 命令（Command）：定义执行操作的接口。

class Command {
public:
    virtual ~Command() {}
    virtual void execute() = 0;
};

2. 具体命令（ConcreteCommand）：实现命令接口，定义了它必须调用的接收者的动作。

class LightOnCommand : public Command {
private:
    Light& light;

public:
    LightOnCommand(Light& light) : light(light) {}

    void execute() override {
        light.turnOn();
    }
};

class LightOffCommand : public Command {
private:
    Light& light;

public:
    LightOffCommand(Light& light) : light(light) {}

    void execute() override {
        light.turnOff();
    }
};

3. 调用者（Invoker）：请求命令执行某些操作。

class RemoteControl {
private:
    std::unique_ptr<Command> onCommand;
    std::unique_ptr<Command> offCommand;

public:
    void setCommand(std::unique_ptr<Command> onCommand, std::unique_ptr<Command> offCommand) {
        this->onCommand = std::move(onCommand);
        this->offCommand = std::move(offCommand);
    }

    void pressOnButton() {
        onCommand->execute();
    }

    void pressOffButton() {
        offCommand->execute();
    }
};

4. 接收者（Receiver）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。

class Light {
public:
    void turnOn() {
        std::cout << "Light is On\n";
    }

    void turnOff() {
        std::cout << "Light is Off\n";
    }
};

5. 客户端（Client）：创建一个具体命令对象并设置其接收者。

int main() {
    Light light;
    RemoteControl remote;

    remote.setCommand(std::make_unique<LightOnCommand>(light), std::make_unique<LightOffCommand>(light));
    remote.pressOnButton();
    remote.pressOffButton();

    return 0;
}

6. 结果

Light is On
Light is Off