C++ 设计模式 – 命令模式

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一.命令模式简述

命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中，并传递给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。

二.命令模式背景

在应用程序中，经常需要对相同的数据执行多个操作。可以这样简单的理解：用户有一些数据，并且界面提供了很多选项，他可以对该数据进行其中的某些操作。例如，图片处理器：可以选择旋转/翻转/反转照片。另外，一旦有不满意的处理，很有可能需要撤消。这就是基本的业务逻辑，必须要在实现过程中考虑清楚。

大多情况下，最容易想到的是：当动作触发后，调用接收者对应的方法。但是这存在不少问题：

• 要写很多条件代码，必须为每个操作编写非常类似的代码。
• 如果有更多的命令，就会发现需要经常更改现有代码。

显然，这种无法抵御变化的紧耦合设计不太合适。在这种情况下，如何将“行为请求者”与“行为实现者”解耦？将一组行为抽象为对象，实现二者之间的松耦合。这就是命令模式。

三.命令模式模式结构

• Command：定义命令的接口，声明执行的方法。
• ConcreteCommand：命令接口实现对象，是“虚”的实现；通常会持有接收者，并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
• Receiver：接收者，真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者，只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
• Invoker：要求命令对象执行请求，通常会持有命令对象，可以持有很多的命令对象。这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方，也就是说相当于使用命令对象的入口。
• Client：创建具体命令对象，并设置其接收者（注意： 这并非常规意义上的客户端，而是在组装命令对象和接收者。或许，把这个 Client 称为装配者会更好理解，因为真正使用命令的客户端是从 Invoker 来触发执行）。

四.命令模式代码实现

1.简易计算器

简易计算器主要专注于理解命令模式，而不是实现一个真正的计算器。因此，将对一组固定的数据（x = 20, y = 10）进行基本操作（加减乘除）。假设将创建一个这样的应用程序：

从 Command 类开始，这是一个抽象类，将被用作执行命令的接口。其他的 ConcreteCommand 类派生自它，提供了具体的命令（加减乘除）。

command.h

/************************************************************************/
//@Author:猿说编程
//@Blog(个人博客地址): https://www.codersrc.com/archives/21718.html
//@File：C++ 设计模式 – 命令模式
//@Time:2023/02/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/************************************************************************/
#ifndef COMMAND_H
#define COMMAND_H
class IReciever;
// 提供执行命令的接口
class Command
{
public:
    Command(IReciever *reciever);
    virtual int execute() = 0;  // 执行命令
protected:
    IReciever *m_pReciever;
};
// 加法
class AddCommand : public Command
{
public:
    AddCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};
// 减法
class SubtractCommand : public Command
{
public:
    SubtractCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};
// 乘法
class MultiplyCommand : public Command
{
public:
    MultiplyCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};
// 除法
class DivideCommand : public Command
{
public:
    DivideCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};
#endif // COMMAND_H
/************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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/************************************************************************/

#ifndef COMMAND_H
#define COMMAND_H

class IReciever;

// 提供执行命令的接口
class Command
{
public:
    Command(IReciever *reciever);
    virtual int execute() = 0;  // 执行命令
protected:
    IReciever *m_pReciever;
};

// 加法
class AddCommand : public Command
{
public:
    AddCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 减法
class SubtractCommand : public Command
{
public:
    SubtractCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 乘法
class MultiplyCommand : public Command
{
public:
    MultiplyCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 除法
class DivideCommand : public Command
{
public:
    DivideCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

#endif // COMMAND_H
/************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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/************************************************************************/

#ifndef COMMAND_H
#define COMMAND_H

class IReciever;

// 提供执行命令的接口
class Command
{
public:
    Command(IReciever *reciever);
    virtual int execute() = 0;  // 执行命令
protected:
    IReciever *m_pReciever;
};

// 加法
class AddCommand : public Command
{
public:
    AddCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 减法
class SubtractCommand : public Command
{
public:
    SubtractCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 乘法
class MultiplyCommand : public Command
{
public:
    MultiplyCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

// 除法
class DivideCommand : public Command
{
public:
    DivideCommand(IReciever *reciever);
    int execute();
};

#endif // COMMAND_H

command.cpp

/************************************************************************/
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#include "command.h"
#include "reciever.h"
Command::Command(IReciever *reciever)
    : m_pReciever(reciever)
{
}
// 加法
AddCommand::AddCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{
}
int AddCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::ADD);
    return m_pReciever->getResult();
}
// 减法
SubtractCommand::SubtractCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{
}
int SubtractCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::SUBTRACT);
    return m_pReciever->getResult();
}
// 乘法
MultiplyCommand::MultiplyCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{
}
int MultiplyCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::MULTIPLY);
    return m_pReciever->getResult();
}
// 除法
DivideCommand::DivideCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{
}
int DivideCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::DIVIDE);
    return m_pReciever->getResult();
}
/************************************************************************/
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//@File：C++ 设计模式 – 命令模式
//@Time:2023/02/11 08:00
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/************************************************************************/

#include "command.h"
#include "reciever.h"

Command::Command(IReciever *reciever)
    : m_pReciever(reciever)
{

}

// 加法
AddCommand::AddCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int AddCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::ADD);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 减法
SubtractCommand::SubtractCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int SubtractCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::SUBTRACT);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 乘法
MultiplyCommand::MultiplyCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int MultiplyCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::MULTIPLY);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 除法
DivideCommand::DivideCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int DivideCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::DIVIDE);
    return m_pReciever->getResult();
}

/************************************************************************/
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/************************************************************************/

#include "command.h"
#include "reciever.h"

Command::Command(IReciever *reciever)
    : m_pReciever(reciever)
{

}

// 加法
AddCommand::AddCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int AddCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::ADD);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 减法
SubtractCommand::SubtractCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int SubtractCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::SUBTRACT);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 乘法
MultiplyCommand::MultiplyCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int MultiplyCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::MULTIPLY);
    return m_pReciever->getResult();
}

// 除法
DivideCommand::DivideCommand(IReciever *reciever)
    : Command(reciever)
{

}

int DivideCommand::execute()
{
    m_pReciever->setAction(TYPES::ACTION::DIVIDE);
    return m_pReciever->getResult();
}

准备好命令的层次结构后，现在来编写真正的程序逻辑 – 需要一个类来进行计算 – Reciever，提供了一个接口表示接收者的主要功能，其中 Calculator 类为 Reciever 的具体实现：

要降低发送者和接收者之间的耦合度，命令模式是一种非常好的方式。在实现命令模式时，要记住，最重要的事情是：命令只是发送者和接收者之间的链接。它应该只告诉接收者发送者期望的是什么，而不应该以任何方式改变发送者和接收者的逻辑。

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