C++怎么实现一个命令设计模式_C++行为型模式与请求封装

命令模式通过封装请求为对象,实现发送者与执行者的解耦,支持撤销、队列和宏命令;其核心角色包括Command、ConcreteCommand、Receiver、Invoker和Client,可用于文本编辑器等场景。

c++怎么实现一个命令设计模式_c++行为型模式与请求封装

命令模式是一种行为型设计模式,它将请求封装为对象,从而使你可以用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。它还支持可撤销的操作。在C++中,命令模式通过将“发送请求的对象”与“执行请求的对象”解耦,提升了系统的灵活性和扩展性。

命令模式的核心结构

命令模式通常包含以下几个角色:

Command(命令接口):声明执行操作的接口,通常是一个抽象基类,包含一个纯虚的execute方法。 ConcreteCommand(具体命令):实现Command接口,持有一个接收者对象,并在execute中调用接收者的相应方法。 Receiver(接收者):真正执行请求的对象,包含具体的业务逻辑。 Invoker(调用者):持有命令对象,并触发命令的执行,不直接与接收者交互。 Client(客户端):创建命令对象,并将其绑定到具体的接收者。

基本实现示例

以下是一个简单的文本编辑器中“复制”和“粘贴”命令的实现:

#include #include // 接收者:文本编辑器class TextEditor {public:    void copy() {        std::cout << "执行复制操作n";    }    void paste() {        std::cout << "执行粘贴操作n";    }};// 命令接口class Command {public:    virtual ~Command() = default;    virtual void execute() = 0;};// 具体命令:复制class CopyCommand : public Command {private:    TextEditor& editor;public:    explicit CopyCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}    void execute() override {        editor.copy();    }};// 具体命令:粘贴class PasteCommand : public Command {private:    TextEditor& editor;public:    explicit PasteCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}    void execute() override {        editor.paste();    }};// 调用者:工具栏按钮class Button {private:    std::unique_ptr command;public:    void setCommand(std::unique_ptr cmd) {        command = std::move(cmd);    }    void click() {        if (command) {            command->execute();        }    }};

客户端使用方式:

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int main() {    TextEditor editor;    Button copyButton;    Button pasteButton;    // 绑定命令    copyButton.setCommand(std::make_unique(editor));    pasteButton.setCommand(std::make_unique(editor));    // 模拟点击    copyButton.click();  // 输出:执行复制操作    pasteButton.click(); // 输出:执行粘贴操作    return 0;}

支持撤销操作的扩展

命令模式天然适合实现撤销功能。只需在Command接口中增加一个undo方法:

class Command {public:    virtual ~Command() = default;    virtual void execute() = 0;    virtual void undo() = 0;};class CopyCommand : public Command {private:    TextEditor& editor;public:    explicit CopyCommand(TextEditor& e) : editor(e) {}    void execute() override {        editor.copy();    }    void undo() override {        std::cout << "撤销复制操作n";    }};

调用者可以记录最近执行的命令,在用户按下Ctrl+Z时调用其undo方法。

命令队列与宏命令

命令还可以被放入队列中延迟执行,或者组合成“宏命令”批量执行。例如:

class MacroCommand : public Command {private:    std::vector<std::unique_ptr> commands;public:    void addCommand(std::unique_ptr cmd) {        commands.push_back(std::move(cmd));    }    void execute() override {        for (auto& cmd : commands) {            cmd->execute();        }    }    void undo() override {        for (auto it = commands.rbegin(); it != commands.rend(); ++it) {            (*it)->undo();        }    }};

这样就可以把多个操作组合成一个整体,统一执行或撤销。

基本上就这些。命令模式通过封装请求,让程序更容易扩展新命令而不影响现有代码,同时支持撤销、重做、日志、队列等高级功能,是解耦请求发送者与接收者的有效手段。

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