[设计模式]行为型-命令模式

简介

命令模式（Command Pattern）是一种行为型设计模式，它将请求或操作封装为独立的对象，允许用户参数化客户端、队列请求、记录日志，并支持撤销操作。该模式的核心思想是将“请求的发起者”与“请求的执行者”解耦，使两者通过命令对象进行交互。

角色组成：

• 调用者（Invoker），负责发起请求的类
• 命令（Command），一个接口，通常仅声明一个执行命令的方法
• 具体命令（ConcretCommand），实现各种类型请求的类
• 接受者（Receiver），包含部分业务逻辑的接口或类。大部分命令只处理如何将请求传递给接受者的细节，接受者会完成实际的工作。
• 客户端（Client），创建并配置具体命令对象。

适用场景

1. 解耦请求发起者与执行者：当需要将操作调用者（如UI控件）与具体实现（如业务逻辑）分离时。
2. 支持撤销/重做：如文本编辑器、图形软件中的操作历史。
3. 延迟执行或任务队列：将命令存入队列，按计划或异步执行。
4. 事务管理：将多个操作组合成原子事务，支持回滚。
5. 宏命令（组合命令）：批量执行一系列命令。

优点

1. 解耦：调用者与接收者无需直接交互，降低耦合度。
2. 扩展性：新增命令无需修改现有代码，符合开闭原则。
3. 支持复杂操作：可轻松实现撤销、重做、事务、宏命令。
4. 灵活调度：命令可排队、延迟执行或记录日志。

缺点

1. 类数量增加：每个命令需单独类，可能导致代码膨胀。
2. 复杂度提升：对简单操作可能过度设计，增加理解成本。
3. 性能开销：多层间接调用可能影响效率（通常可忽略）。

示例代码

Go

package command
import "fmt"
// 命令 接口
type Command interface {
	Execute()
}
// 调用者类
type Button struct {
	Command Command
}
func (b *Button) Press() {
	b.Command.Execute()
}
// 具体命令类
type OnCommand struct {
	Device Device
}
func (c *OnCommand) Execute() {
	c.Device.On()
}
// 具体命令类
type OffCommand struct {
	Device Device
}
func (c *OffCommand) Execute() {
	c.Device.Off()
}
// 接收者接口
type Device interface {
	On()
	Off()
}
// 具体接受者类
type Light struct {
	isRunning bool
}
func (t *Light) On() {
	t.isRunning = true
	fmt.Println("Light is on")
}
func (t *Light) Off() {
	t.isRunning = false
	fmt.Println("Light is off")
}

客户端

package command
import "testing"
func TestCommand(t *testing.T) {
	Light := &Light{}
	onCommand := &OnCommand{
	Device: Light,
	}
	OffCommand := &OffCommand{
	Device: Light,
	}
	onButton := &Button{
	Command: onCommand,
	}
	onButton.Press()
	offButton := &Button{
	Command: OffCommand,
	}
	offButton.Press()
}

Python

from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Command(metaclass=ABCMeta):
 @abstractmethod
 def execute(self):
 pass
class Device(metaclass=ABCMeta):
 @abstractmethod
 def on(self):
 pass
 @abstractmethod
 def off(self):
 pass
class Button:
 def __init__(self, command: Command):
 self.command = command
 def press(self):
 self.command.execute()
class OnCommand(Command):
 def __init__(self, device: Device):
 self.device = device
 def execute(self):
 self.device.on()
class OffCommand(Command):
 def __init__(self, device: Device):
 self.device = device
 def execute(self):
 self.device.off()
class Light(Device):
 def __init__(self):
 self.is_running = False
 def on(self):
 self.is_running = True
 print("Light is on")
 def off(self):
 self.is_running = False
 print("Light is off")
if __name__ == "__main__":
 light = Light()
 on_command = OnCommand(light)
 off_command = OffCommand(light)
 button = Button(on_command)
 button.press()
 button = Button(off_command)
 button.press()