命令模式

定义

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装为独立的对象，从而允许用户参数化其他对象，并支持请求的排队、记录、撤销/重做等操作。该模式通过解耦请求的发送者和接收者，提高了系统的灵活性和可扩展性。

​核心思想​​

• ​​将请求封装成对象​​：将每个操作（如“打开文件”“保存数据”）抽象为命令对象，包含执行操作所需的所有信息。
• ​​解耦调用者与接收者​​：调用者（如按钮、菜单）无需知道具体操作如何执行，只需触发命令对象；接收者（如文档、设备）负责实际执行操作。

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​​模式结构​​

命令模式包含以下角色：

1. ​​命令接口（Command）​​
   定义执行操作的抽象方法（如 execute()），通常包含撤销方法（如 undo()）。

2. ​​具体命令（Concrete Command）​​

   • 实现命令接口，关联一个接收者（Receiver）。
   • 在 execute() 中调用接收者的具体方法（如 receiver.action()）。

3. ​​接收者（Receiver）​​
   真正执行操作的对象（如“灯”执行“打开”或“关闭”）。

4. ​​调用者（Invoker）​​
   触发命令的对象（如按钮、遥控器），持有命令对象并调用其 execute()。

5. ​​客户端（Client）​​
   创建具体命令对象，并设置其接收者和调用者。

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​​工作流程​​

1. ​​客户端创建命令对象​​，并关联接收者。
2. ​​调用者持有命令对象​​，并在适当时机（如按钮点击）调用 execute()。
3. ​​具体命令调用接收者的方法​​，完成实际操作。
4. （可选）命令记录状态以支持撤销/重做。

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​​代码示例​​

以“遥控器控制灯”为例：

using System;

// 1. 命令接口（定义执行和撤销操作）
public interface ICommand
{
    void Execute();
    void Undo();
}
// 2. 接收者：电灯（实际执行操作的对象）
public class Light
{
    public void TurnOn() => Console.WriteLine( "电灯已打开" );
    public void TurnOff() => Console.WriteLine( "电灯已关闭" );
}
// 3. 具体命令：开灯命令
public class TurnOnCommand : ICommand
{
    private Light _light;
    public TurnOnCommand(Light light)
    {
        _light = light;
    }
    public void Execute() => _light.TurnOn();
    public void Undo() => _light.TurnOff();
}
// 4. 具体命令：关灯命令
public class TurnOffCommand : ICommand
{
    private Light _light;
    public TurnOffCommand(Light light)
    {
        _light = light;
    }
    public void Execute() => _light.TurnOff();
    public void Undo() => _light.TurnOn();
}
// 5. 调用者：遥控器（触发命令的对象）
public class RemoteControl
{
    private ICommand _command;
    // 设置命令
    public void SetCommand(ICommand command)
    {
        _command = command;
    }
    // 执行命令
    public void PressButton()
    {
        _command.Execute();
    }
    // 撤销命令
    public void PressUndo()
    {
        _command.Undo();
    }
}
// 6. 客户端代码
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建接收者（电灯）
        Light light =  new Light();

        // 创建具体命令并关联接收者
        ICommand turnOn =  new TurnOnCommand(light);
        ICommand turnOff =  new TurnOffCommand(light);

        // 创建调用者（遥控器）
        RemoteControl remote =  new RemoteControl();

        // 执行开灯命令
        remote.SetCommand(turnOn);
        remote.PressButton();   // 输出：电灯已打开
        remote.PressUndo();     // 输出：电灯已关闭

        // 执行关灯命令
        remote.SetCommand(turnOff);
        remote.PressButton();   // 输出：电灯已关闭
        remote.PressUndo();     // 输出：电灯已打开
    }
}

 

代码说明​​

1. ​​命令接口 ICommand​​
   定义 Execute() 和 Undo() 方法，所有具体命令必须实现这两个操作。

2. ​​接收者 Light​​
   实际执行操作的对象，提供 TurnOn() 和 TurnOff() 方法。

3. ​​具体命令 TurnOnCommand/TurnOffCommand​​

   • 关联接收者 Light，并在 Execute() 中调用其方法。
   • Undo() 实现反向操作（如开灯的撤销是关灯）。

4. ​​调用者 RemoteControl​​

   • 持有命令对象，通过 PressButton() 触发命令执行。
   • 通过 PressUndo() 触发撤销操作。

5. ​​客户端 Program​​

   • 组合接收者、命令和调用者。
   • 演示命令的链式调用（执行与撤销）。

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​​扩展场景：宏命令（批量操作）​

// 定义宏命令（组合多个命令）
public class MacroCommand : ICommand
{
 List _commands =  new List();

    public void AddCommand(ICommand command)
    {
        _commands.Add(command);
    }

    public void Execute()
    {
        foreach ( var cmd  in _commands)
        {
            cmd.Execute();
        }
    }

    public void Undo()
    {
        // 反向撤销所有命令
        foreach ( var cmd  in _commands.AsEnumerable().Reverse())
        {
            cmd.Undo();
        }
    }
}

// 客户端使用宏命令
static void Main()
{
    Light light =  new Light();
    ICommand turnOn =  new TurnOnCommand(light);
    ICommand turnOff =  new TurnOffCommand(light);

    // 创建宏命令（开灯 -> 关灯 -> 开灯）
    MacroCommand macro =  new MacroCommand();
    macro.AddCommand(turnOn);
    macro.AddCommand(turnOff);
    macro.AddCommand(turnOn);

    RemoteControl remote =  new RemoteControl();
    remote.SetCommand(macro);

    Console.WriteLine( "执行宏命令：" );
    remote.PressButton();
    // 输出：
    // 电灯已打开
    // 电灯已关闭
    // 电灯已打开

    Console.WriteLine( "撤销宏命令：" );
    remote.PressUndo();
    // 输出：
    // 电灯已关闭
    // 电灯已打开
    // 电灯已关闭
}

　　

应用场景总结​​

• ​​GUI 按钮/菜单​​：将点击事件绑定到命令对象。
• ​​事务管理​​：记录操作历史以实现撤销/重做。
• ​​任务队列​​：将命令存入队列异步执行。
• ​​批处理操作​​：通过宏命令组合多个操作。

命令模式在 C# 中广泛应用于 WPF 的 ICommand 接口（如 RelayCommand）、ASP.NET Core 中间件等场景，是解耦请求与处理的经典设计模式。