c++怎么实现一个命令(Command)设计模式_c++命令模式(Command Pattern)实现-C++-PHP中文网

c++怎么实现一个命令(Command)设计模式_c++命令模式(Command Pattern)实现

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-28 08:48:02

原创

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命令模式将操作封装为对象，实现请求与执行解耦。示例中通过Command接口、具体命令（如开灯、关灯）、接收者（灯）和调用者（遥控器）协作完成控制，支持扩展撤销、宏命令等功能，提升灵活性。

c++怎么实现一个命令(command)设计模式_c++命令模式(command pattern)实现

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装为对象，从而使你可以用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。在 C++ 中实现命令模式的关键是把“操作”变成一个可传递的对象，这样调用者不需要知道具体执行什么操作。

基本结构说明

命令模式通常包含以下几个角色：

Command（命令接口）：声明执行操作的接口。
ConcreteCommand（具体命令）：实现 Command 接口，持有对接收者的引用，并定义如何调用接收者的动作。
Receiver（接收者）：真正执行请求功能的类。
Invoker（调用者）：请求被委托给命令对象执行。
Client（客户端）：创建具体命令并绑定接收者。

简单代码实现

下面是一个简单的 C++ 示例，演示如何使用命令模式实现“开灯”和“关灯”操作。

#include <iostream>
#include <memory>

// 接收者：灯
class Light {
public:
    void turnOn() {
        std::cout << "灯打开了。\n";
    }

    void turnOff() {
        std::cout << "灯关闭了。\n";
    }
};

// 命令接口
class Command {
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
};

// 具体命令：开灯
class LightOnCommand : public Command {
private:
    Light& light;
public:
    LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}

    void execute() override {
        light.turnOn();
    }
};

// 具体命令：关灯
class LightOffCommand : public Command {
private:
    Light& light;
public:
    LightOffCommand(Light& l) : light(l) {}

    void execute() override {
        light.turnOff();
    }
};

// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
private:
    std::unique_ptr<Command> command;
public:
    void setCommand(std::unique_ptr<Command> cmd) {
        command = std::move(cmd);
    }

    void pressButton() {
        if (command) {
            command->execute();
        }
    }
};

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使用示例

在 main 函数中组合各个部分：

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int main() {
    Light livingRoomLight; // 接收者

    // 创建具体命令
    auto onCommand = std::make_unique<LightOnCommand>(livingRoomLight);
    auto offCommand = std::make_unique<LightOffCommand>(livingRoomLight);

    RemoteControl remote; // 调用者

    // 执行开灯
    remote.setCommand(std::move(onCommand));
    remote.pressButton();

    // 执行关灯
    remote.setCommand(std::make_unique<LightOffCommand>(livingRoomLight));
    remote.pressButton();

    return 0;
}

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输出结果：

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灯打开了。
灯关闭了。

扩展与优化思路

命令模式的优势在于解耦和扩展性。你可以轻松添加新命令而无需修改调用者代码。

支持撤销操作：在 Command 接口中增加 undo() 方法。
支持宏命令（组合命令）：实现一个 MacroCommand 包含多个子命令。
命令入队：将命令对象放入队列，实现异步处理或日志记录。
支持回调：使用 std::function 封装更灵活的操作，替代抽象基类。

例如，使用函数对象简化命令定义：

class FunctionCommand : public Command {
    std::function<void()> action;
public:
    FunctionCommand(std::function<void()> act) : action(std::move(act)) {}
    
    void execute() override {
        action();
    }
};

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然后可以直接传入 lambda 或函数：

remote.setCommand(std::make_unique<FunctionCommand>([&]() { std::cout << "自定义操作执行！\n"; }));

基本上就这些。命令模式的核心思想是“把操作当作一等公民”，让程序更具弹性。C++ 中通过多态或函数包装都能很好地实现这一模式。

以上就是c++++怎么实现一个命令(Command)设计模式_c++命令模式(Command Pattern)实现的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！