设计模式：命令模式（Command Pattern）

作者：TerryLee  创建于：2006-07-17 出处：http://terrylee.cnblogs.com/archive/2006/07/17/Command_Pattern.html 收录于：2013-02-28

概述

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在软件系统中，“行为请求者”与“行为实现者”通常呈现一种“紧耦合”。但在某些场合，比如要对行为进行“记录、撤销/重做、事务”等处理，这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。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，可以实现二者之间的松耦合[李建忠]。这就是本文要说的Command模式。

结构图

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意图

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将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。

适用性

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• 使用命令模式作为"CallBack"在面向对象系统中的替代。"CallBack"讲的便是先将一个函数登记上，然后在以后调用此函数。
• 需要在不同的时间指定请求、将请求排队。一个命令对象和原先的请求发出者可以有不同的生命期。换言之，原先的请求发出者可能已经不在了，而命令对象本身仍然是活动的。这时命令的接收者可以是在本地，也可以在网络的另外一个地址。命令对象可以在串形化之后传送到另外一台机器上去。
• 系统需要支持命令的撤消(undo)。命令对象可以把状态存储起来，等到客户端需要撤销命令所产生的效果时，可以调用undo()方法，把命令所产生的效果撤销掉。命令对象还可以提供redo()方法，以供客户端在需要时，再重新实施命令效果。
• 如果一个系统要将系统中所有的数据更新到日志里，以便在系统崩溃时，可以根据日志里读回所有的数据更新命令，重新调用Execute()方法一条一条执行这些命令，从而恢复系统在崩溃前所做的数据更新。

实现代码

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public class Document
{
    // 显示操作
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine("Display");
    }
    // 撤销操作
    public void Undo()
    {
        Console.WriteLine("Undo");
    }
    // 恢复操作
    public void Redo()
    {
        Console.WriteLine("Redo");
    }
}
public abstract class DocumentCommand
{
    Document _document;
    public DocumentCommand(Document doc)
    {
        this._document = doc;
    }
    public abstract void Execute();
}
// 显示命令
public class DisplayCommand : DocumentCommand
{
    public DisplayCommand(Document doc) : base(doc)
    { }
    public override void Execute()
    {
        _document.Display();
    }
}
// 撤销命令
public class UndoCommand : DocumentCommand
{
    public UndoCommand(Document doc) : base(doc)
    { }
    public override void Execute()
    {
        _document.Undo();
    }
}
// 重做命令
public class RedoCommand : DocumentCommand
{
    public RedoCommand(Document doc) : base(doc)
    { }
    public override void Execute()
    {
        _document.Redo();
    }
}
// Invoker角色
public class DocumentInvoker
{
    DocumentCommand _discmd;
    DocumentCommand _undcmd;
    DocumentCommand _redcmd;
    public DocumentInvoker(DocumentCommand discmd, DocumentCommand undcmd, DocumentCommand redcmd)
    {
        this._discmd = discmd;
        this._undcmd = undcmd;
        this._redcmd = redcmd;
    }
    public void Display()
    {
        _discmd.Execute();
    }
    public void Undo()
    {
        _undcmd.Execute();
    }
    public void Redo()
    {
        _redcmd.Execute();
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Document doc = new Document();
        DocumentCommand discmd = new DisplayCommand(doc);
        DocumentCommand undcmd = new UndoCommand(doc);
        DocumentCommand redcmd = new RedoCommand(doc);
        DocumentInvoker invoker = new DocumentInvoker(discmd, undcmd, redcmd);
        invoker.Display();
        invoker.Undo();
        invoker.Redo();
    }
}

1．在客户程序中，不再依赖于Document的Display()，Undo()，Redo()命令，通过Command对这些命令进行了封装，使用它的一个关键就是抽象的Command类，它定义了一个操作的接口。同时我们也可以看到，本来这三个命令仅仅是三个方法而已，但是通过Command模式却把它们提到了类的层面，这其实是违背了面向对象的原则，但它却优雅的解决了分离命令的请求者和命令的执行者的问题，在使用Command模式的时候，一定要判断好使用它的时机。

2．上面的Undo/Redo只是简单示意性的实现，如果要实现这样的效果，需要对命令对象设置一个状态，由命令对象可以把状态存储起来。

效果及实现要点

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1．Command模式的根本目的在于将“行为请求者”与“行为实现者”解耦，在面向对象语言中，常见的实现手段是“将行为抽象为对象”。

2．实现Command接口的具体命令对象ConcreteCommand有时候根据需要可能会保存一些额外的状态信息。

3．通过使用Compmosite模式，可以将多个命令封装为一个“复合命令”MacroCommand。

4．Command模式与C#中的Delegate有些类似。但两者定义行为接口的规范有所区别：Command以面向对象中的“接口-实现”来定义行为接口规范，更严格，更符合抽象原则；Delegate以函数签名来定义行为接口规范，更灵活，但抽象能力比较弱。

5．使用命令模式会导致某些系统有过多的具体命令类。某些系统可能需要几十个，几百个甚至几千个具体命令类，这会使命令模式在这样的系统里变得不实际。

总结

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Command模式是非常简单而又优雅的一种设计模式，它的根本目的在于将“行为请求者”与“行为实现者”解耦。