C++如何实现一个命令(Command)设计模式?(代码示例)
发布时间 - 2025-12-29 00:00:00 点击率:次Command模式将请求封装为对象,支持参数化、撤销、日志与队列;核心是统一命令接口,解耦调用者与接收者;通过具体命令类持有接收者并委托执行,可扩展宏命令与智能指针管理。
Command 模式把请求封装成对象,使你可以用不同的请求对客户进行参数化、支持撤销操作、排队或日志记录。核心是定义统一的命令接口,让调用者(Invoker)不依赖具体操作细节。
定义命令接口与具体命令类
先声明抽象基类 Command,包含执行(execute)和可选的撤销(undo)方法;再为每个实际操作实现具体子类,内部持有接收者(Receiver)引用并委托执行逻辑。
例如实现一个简单灯开关控制:
class Light {
public:
void turnOn() { std::cout << "Light is ON\n"; }
void turnOff() { std::cout << "Light is OFF\n"; }
};
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0;
};
class LightOnCommand : public Command {
Light& light;
public:
explicit LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override { light.turnOn(); }
void undo() override { light.turnOff(); }
};
class LightOffCommand : public Command {
Light& light;
public:
explicit LightOffCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override { light.turnOff(); }
void undo() override { light.turnOn(); }
}
引入调用者(Invoker)管理命令
Invoker 不知道命令具体做什么,只负责触发 execute 或 undo。它可保存最近执行的命令,用于撤销;也可支持命令队列、宏命令等扩展。
一个带撤销功能的简单 Invoker 示例:
class RemoteControl {
Command* lastCommand = nullptr;
public:
void setCommand(Command* cmd) {
lastCommand = cmd;
}
void pressButton() {
if (lastCommand) lastCommand->execute();
}
void pressUndo() {
if (lastCommand) lastCommand->undo();
}
};组合使用:客户端代码
客户端创建接收者、具体命令,并将其注入 Invoker。解耦了“谁发出请求”和“谁执行请求”。
int main() {
Light livingRoomLight;
LightOnCommand onCmd(livingRoomLight);
LightOffCommand offCmd(livingRoomLight);
RemoteControl remote;
remote.setCommand(&onCmd);
remote.pressButton(); // 输出: Light is ON
remote.pressUndo(); // 输出: Light is OFF
remote.setCommand(&offCmd);
remote.pressButton(); // 输出: Light is OFF
remote.pressUndo(); // 输出: Light is ON
return 0;
}
进阶提示:支持宏命令与智能指针
若需组合多个命令(如“全屋开机”),可定义 MacroCommand,持有一组 std::unique_ptr
关键点:
- 命令对象保存执行所需全部上下文(如接收者引用、参数)
- Invoker 和 Receiver 完全解耦,新增命令无需修改 Invoker
- 撤销依赖命令自身保存足够状态(如开关前的状态),不是所有操作都天然可逆
- 实际项目中常配合
std::function 或 lambda 简化一次性命令,但继承体系更适合复杂、需复用或带状态的场景
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