用 Command 模式构建可扩展的命令行工具

用 Command 模式构建可扩展的 C# 命令行工具（支持多命令与路径解析）

在开发工具型程序（如：数据转换、图像处理、批处理工具）时，一个常见的演进过程是：

一个 Main → 一堆 if-else → 越来越难维护

本文介绍一种工程实践中非常成熟的做法：
用 Command 模式重构命令行工具，让每个功能成为一个独立命令（Command），主程序只负责调度（dispatch）。

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一、问题背景：为什么要重构 CLI 结构？

传统写法通常是这样：

static void Main(string[] args)
{
    if (args[0] == "a") { /* 功能 A */ }
    else if (args[0] == "b") { /* 功能 B */ }
    else if (args[0] == "c") { /* 功能 C */ }
}

当功能增加后，会出现：

• • Main 过于臃肿
• • 功能之间强耦合
• • 不利于测试与扩展
• • 不利于长期维护

更合理的目标是：

新增一个命令，只新增一个文件
主程序不需要修改逻辑

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二、设计目标

我们希望命令行工具具备以下特性：

• • 每个功能是一个独立命令
• • 支持命令行传参（如 -i input -o output）
• • 支持相对路径 / 绝对路径切换
• • 主程序只负责「分发命令」

 

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三、整体架构概览

CLI Tool
│
├── Program.cs          // 只做 dispatch
├── ICommand.cs         // Command 抽象
├── CommandContext.cs   // 参数 & 路径上下文
├── PathResolver.cs    // 路径解析
│
├── Commands/
│   ├── CommandA.cs
│   ├── CommandB.cs
│   └── CommandC.cs

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四、核心思想：Command 模式

1️⃣ Command 接口

public interface ICommand
{
    string Name { get; }
    string Description { get; }
    void Execute(CommandContext context);
}

• • Name：命令名（如 convert, export）
• • Execute：命令执行入口

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2️⃣ 示例 Command（功能模块）

public class CommandExample : ICommand
{
    public string Name => "example";
    public string Description => "Run example task";

    public void Execute(CommandContext ctx)
    {
        string input  = ctx.ResolvePath("i");
        string output = ctx.ResolvePathOrDefault("o", "out.dat");

        ExampleProcessor.Run(input, output);
    }
}

👉 每个命令一个类，职责单一

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五、主程序：只负责 Dispatch

class Program
{
    static readonly List<ICommand> Commands = new()
    {
        new CommandExample(),
        new CommandOther()
    };

    static void Main(string[] args)
    {
        var (cmdName, options) = ArgParser.Parse(args);

        var command = Commands.FirstOrDefault(c => c.Name == cmdName);
        if (command == null)
        {
            PrintHelp();
            return;
        }

        var context = new CommandContext(options);
        command.Execute(context);
    }
}

主程序的特点：

• • 不包含业务逻辑
• • 不关心参数含义
• • 只负责：
• • 找到 Command
• • 调用 Execute

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六、命令行参数解析（示例）

public static class ArgParser
{
    public static (string, Dictionary<string, string>) Parse(string[] args)
    {
        string command = args[0];
        var dict = new Dictionary<string, string>();

        for (int i = 1; i < args.Length - 1; i++)
        {
            if (args[i].StartsWith("-"))
                dict[args[i].TrimStart('-')] = args[++i];
        }

        return (command, dict);
    }
}

示例调用：

tool.exe example -i data/input.json -o result.bin

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七、路径处理：支持相对 / 绝对模式

命令行工具中，路径问题非常常见。

CommandContext

public class CommandContext
{
    public Dictionary<string, string> Args { get; }
    public string BaseDir { get; }

    public CommandContext(Dictionary<string, string> args)
    {
        Args = args;
        BaseDir = args.ContainsKey("absolute")
            ? Directory.GetCurrentDirectory()
            : AppContext.BaseDirectory;
    }

    public string ResolvePath(string key)
    {
        return PathResolver.Resolve(Args[key], BaseDir);
    }
}

PathResolver

public static class PathResolver
{
    public static string Resolve(string path, string baseDir)
    {
        return Path.IsPathRooted(path)
            ? path
            : Path.GetFullPath(Path.Combine(baseDir, path));
    }
}

支持：

tool.exe example -i data/a.json
tool.exe example -i data/a.json --absolute

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八、用到了哪些设计模式？

✅ Command Pattern（核心）

• • 每个命令封装一个操作
• • 主程序通过接口统一调用

✅ Strategy Pattern（弱形式）

• • 不同 Command = 不同执行策略
• • 运行时选择

✅ Context Object（工程实践）

• • 参数、路径、环境信息集中管理
• • Command 不直接依赖全局状态

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九、这种结构适合什么场景？

非常适合：

• • 数据处理工具
• • 验证工具
• • Unity / OpenCV / Web 辅助工具
• • 内部工程 CLI 工具链

甚至可以无缝接入 Unity Editor 或 CI 流水线。

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十、总结

通过 Command 模式重构命令行工具，可以获得：

• • 清晰的结构
• • 易扩展、易维护
• • 新功能零侵入
• • 工程级可读性