23种设计模式-命令模式

模式定义

命令模式（Command Pattern）是一种行为型设计模式，它将请求封装为独立对象，使请求的发送者与接收者解耦。通过将操作抽象为命令对象，支持命令的存储、传递、撤销和重做，增强系统的灵活性和可扩展性。

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模式结构

抽象命令类（Command）

定义执行命令的统一接口（如execute()方法），声明撤销/重做等扩展功能。 具体命令类（ConcreteCommand）实现抽象命令接口，关联接收者对象并调用其具体方法（如启动、暂停数控机床）。 接收者（Receiver）实际执行操作的对象（如数控机床），包含具体的业务逻辑。 调用者（Invoker）持有命令对象并触发其执行（如数控系统控制面板）。 客户端（Client）创建命令对象并配置其接收者。

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适用场景

操作队列化：如数控系统需要支持批量执行加工指令。 撤销/重做功能：支持机床操作的历史记录回滚。 分布式通信：将远程控制指令封装为可传输对象。

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C++示例（数控系统场景）

场景说明： 数控机床通过控制面板发送命令（启动、暂停、急停），命令被封装为对象，支持操作记录和撤销。

#include #include #include // 接收者：数控机床 class CNC_Machine { public: void start() { std::cout << "数控机床启动，开始加工..." << std::endl; } void pause() { std::cout << "数控机床暂停..." << std::endl; } void emergencyStop() { std::cout << "紧急停止！机床复位中..." << std::endl; } }; // 抽象命令类 class Command { public: virtual ~Command() = default; virtual void execute() = 0; virtual void undo() = 0; // 支持撤销操作[4][7] }; // 具体命令：启动命令 class StartCommand : public Command { private: CNC_Machine& receiver_; public: explicit StartCommand(CNC_Machine& machine) : receiver_(machine) {} void execute() override { receiver_.start(); } void undo() override { std::cout << "撤销启动：停止加工" << std::endl; } }; // 具体命令：急停命令 class EmergencyStopCommand : public Command { private: CNC_Machine& receiver_; public: explicit EmergencyStopCommand(CNC_Machine& machine) : receiver_(machine) {} void execute() override { receiver_.emergencyStop(); } void undo() override { std::cout << "撤销急停：恢复运行状态" << std::endl; } }; // 调用者：控制面板 class ControlPanel { private: std::stack> history_; public: void executeCommand(std::unique_ptr cmd) { cmd->execute(); history_.push(std::move(cmd)); // 记录操作历史[4][7] } void undoLastCommand() { if (!history_.empty()) { history_.top()->undo(); history_.pop(); } } }; // 客户端使用 int main() { CNC_Machine machine; ControlPanel panel; // 发送启动命令 panel.executeCommand(std::make_unique(machine)); // 发送急停命令 panel.executeCommand(std::make_unique(machine)); // 撤销上一次操作 panel.undoLastCommand(); // 输出：撤销急停：恢复运行状态 return 0; }

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代码解析 接收者：CNC_Machine类实现机床的实际操作（如启动、急停）。 具体命令：StartCommand和EmergencyStopCommand封装操作，关联接收者对象。 调用者：ControlPanel管理命令执行历史，支持撤销操作。 解耦优势：新增命令（如暂停命令）只需扩展Command子类，无需修改调用者代码。