[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()