命令模式是一种行为型设计模式,它将请求封装成对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或者请求日志来参数化其他对象，并且支持可撤销的操作，这种模式的核心思想是将“发出请求的对象”与“接收并执行请求的对象”解耦，使得请求本身可以像对象一样被传递、存储和管理，在《大话设计模式》一书中，命令模式通过生动的比喻和实际案例，让读者深入理解其设计原理和应用场景。
命令模式的结构与角色
命令模式通常包含以下四个核心角色：
- 命令角色（Command）：声明执行操作的接口，通常包含一个执行方法（如execute）和一个撤销方法（如undo）。
- 具体命令角色（ConcreteCommand）：实现命令接口，将一个接收者对象绑定到一个动作上，调用接收者相应的操作来执行请求。
- 调用者角色（Invoker）：要求命令对象执行请求，它不知道具体的请求内容，只知道如何调用命令对象的execute方法。
- 接收者角色（Receiver）：知道如何执行与请求相关的操作，是真正干活的对象，一个接收者可以处理多个不同的请求。
通过这种角色划分,调用者无需知道接收者的具体实现，只需通过命令对象间接调用接收者的方法，从而实现了调用者与接收者之间的解耦。
命令模式的工作流程
以《大话设计模式》中“遥控器控制电器”的案例为例，假设我们有一个遥控器，可以控制电灯的开关和风扇的启停，使用命令模式后，系统的工作流程如下：
- 创建接收者：定义电灯（Light）和风扇（Fan）等接收者类，它们包含具体的操作方法，如light.on()、light.off()、fan.start()、fan.stop()。
- 创建具体命令：定义LightOnCommand、LightOffCommand、FanStartCommand、FanStopCommand等具体命令类，每个命令类持有一个接收者对象，并在execute方法中调用接收者的相应方法。
- 创建调用者：定义遥控器（RemoteControl）类，它包含一组命令对象（如Command[] slots），并提供设置命令（setCommand）和执行命令（buttonWasPressed）的方法。
- 客户端组装：在客户端代码中，创建接收者、具体命令和调用者，并将命令对象绑定到调用者的插槽中，将LightOnCommand绑定到遥控器的第一个按钮，当按下按钮时，调用者会执行该命令的execute方法。
通过以上流程,遥控器（调用者）无需知道电灯或风扇的具体实现，只需通过命令对象即可控制电器，符合“开闭原则”——新增电器时只需新增对应的命令类，无需修改遥控器的代码。
命令模式的优缺点
优点：
- 解耦调用者与接收者：调用者只需知道命令接口，无需关心接收者的具体实现，降低了系统的耦合度。
- 支持撤销和重做：通过在命令类中添加undo方法，可以实现操作的撤销和重做功能。
- 支持日志和事务：命令对象可以被记录到日志中，支持事务操作（如执行一组命令后统一提交或回滚）。
- 支持宏命令：可以将多个命令组合成一个宏命令（CompositeCommand），一次性执行多个操作。
缺点：
- 增加系统复杂性：对于简单的请求，使用命令模式可能会增加不必要的类和对象数量。
- 可能产生大量具体命令类：如果系统中存在大量不同的请求，需要定义许多具体命令类，导致类数量膨胀。
命令模式的应用场景
- GUI按钮和菜单项：在图形用户界面中，每个按钮或菜单项都可以封装为一个命令对象，点击时触发相应的操作。
- 多线程任务调度：将任务封装为命令对象，放入线程池中执行，实现任务的异步处理。
- 撤销/重做功能：在文本编辑器、绘图软件等应用中，通过命令模式记录操作历史，支持撤销和重做。
- 宏命令：在批量操作中，将多个命令组合成一个宏命令，如“一键关闭所有电器”。
命令模式的扩展：宏命令与队列请求
命令模式还可以扩展为宏命令（MacroCommand），即一个命令对象包含多个子命令，当执行宏命令时，它会依次调用所有子命令的execute方法，一个“回家模式”的宏命令可能包含“打开电灯”“打开空调”“播放音乐”等多个子命令。
命令对象可以被放入队列中实现请求的排队处理,在任务管理系统中，多个任务被封装为命令对象并放入队列，系统按顺序执行这些任务。
相关问答FAQs
Q1: 命令模式与策略模式有什么区别？
A1: 命令模式与策略模式都是行为型设计模式，但它们解决的问题不同，命令模式的核心是“封装请求”，将请求的发送者和接收者解耦，支持撤销、重做和日志等功能；而策略模式的核心是“封装算法”，使算法可以独立于使用它的客户端而变化，主要用于替换或选择不同的算法，命令模式可能用于“撤销操作”，而策略模式可能用于“选择不同的排序算法”。
Q2: 如何在命令模式中实现撤销功能？
A2: 在命令模式中实现撤销功能，可以在命令接口中添加一个undo方法，具体命令类在execute方法中执行操作的同时，记录执行前的状态（如接收者的属性值），当调用undo方法时，命令类根据记录的状态恢复接收者的属性，LightOnCommand的execute方法调用light.on()，undo方法则调用light.off()；对于更复杂的操作（如调节温度），可以在命令类中保存旧值，undo时恢复旧值，可以通过“备忘录模式”来保存接收者的完整状态，以支持更灵活的撤销操作。
