设计模式 - 命令模式

概述

命令模式（Command Pattern）是一种行为型设计模式，它将请求封装成对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化。命令模式允许请求的发送者与接收者解耦，使得请求的发送者不需要知道请求的接收者是谁，也不需要知道如何处理请求。命令模式还支持请求的排队、记录日志以及撤销操作等功能。

结构

命令模式包含以下几个角色：

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，绑定一个接收者对象，调用接收者的相应操作以实现命令。
3. 接收者（Receiver）：执行具体操作的对象。
4. 调用者（Invoker）：持有命令对象，并在需要时执行命令。
5. 客户端（Client）：创建具体命令对象，并设置其接收者。

示例代码

假设我们有一个应用程序需要执行一系列的文本编辑操作（如写入文本、撤销写入等）。
代码地址

命令接口

public interface ICommand
{
    void Execute();
    void Undo();
}

接收者

public class TextEditor
{
    private StringBuilder _text = new StringBuilder();

    public void Write(string text)
    {
        _text.Append(text);
    }

    public void Erase(int length)
    {
        if (length <= _text.Length)
        {
            _text.Remove(_text.Length - length, length);
        }
    }

    public string GetText()
    {
        return _text.ToString();
    }
}

具体命令

public class WriteCommand : ICommand
{
    private TextEditor _editor;
    private string _text;

    public WriteCommand(TextEditor editor, string text)
    {
        _editor = editor;
        _text = text;
    }

    public void Execute()
    {
        _editor.Write(_text);
    }

    public void Undo()
    {
        _editor.Erase(_text.Length);
    }
}

调用者

public class TextEditorInvoker
{
    private Stack<ICommand> _commands = new Stack<ICommand>();

    public void ExecuteCommand(ICommand command)
    {
        command.Execute();
        _commands.Push(command);
    }

    public void Undo()
    {
        if (_commands.Count > 0)
        {
            ICommand command = _commands.Pop();
            command.Undo();
        }
    }
}

客户端代码

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        TextEditor editor = new TextEditor();
        TextEditorInvoker invoker = new TextEditorInvoker();

        ICommand writeCommand1 = new WriteCommand(editor, "Hello, ");
        ICommand writeCommand2 = new WriteCommand(editor, "World!");

        invoker.ExecuteCommand(writeCommand1);
        invoker.ExecuteCommand(writeCommand2);

        Console.WriteLine("Text after write commands: " + editor.GetText());

        invoker.Undo();
        Console.WriteLine("Text after undo: " + editor.GetText());

        invoker.Undo();
        Console.WriteLine("Text after second undo: " + editor.GetText());
    }
}

应用场景

命令模式适用于以下场景：

1. 参数化对象：需要将请求参数化到对象中时。
2. 请求排队：需要将请求放入队列中进行排队处理时。
3. 支持撤销操作：需要支持撤销和恢复操作时。
4. 日志记录：需要记录请求日志，以便在系统崩溃时重新执行请求时。

优缺点

优点

• 解耦请求发送者和接收者：命令模式将请求的发送者和接收者解耦，使得请求的发送者不需要知道请求的接收者是谁，也不需要知道如何处理请求。
• 支持撤销和恢复操作：命令模式可以很容易地实现撤销和恢复操作。
• 支持请求排队和日志记录：命令模式可以将请求放入队列中进行排队处理，并记录请求日志。

缺点

• 增加系统复杂性：命令模式引入了大量的命令类，增加了系统的复杂性。