命令模式将请求封装为对象，支持参数化操作与撤销重做。通过Command接口、具体命令类、接收者、调用者和客户端协作，实现文本编辑器的插入删除及历史控制，便于扩展与维护。
在C++中实现命令模式，核心是将“请求”封装成独立对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化，并支持请求的撤销、重做、排队等操作。这种设计特别适用于需要支持操作历史记录的场景，比如文本编辑器、图形界面操作或游戏中的技能系统。
命令模式的基本结构
命令模式包含以下几个关键角色：
- Command（命令接口）：声明执行操作的接口，通常包含一个execute()方法，有时还包括undo()和redo()。
- ConcreteCommand（具体命令）：实现Command接口，持有对Receiver的引用，并在execute()中调用Receiver的相应方法。
- Receiver（接收者）：真正执行请求的对象，比如文档、画布或游戏角色。
- Invoker（调用者）：持有命令对象，通过调用命令的execute()来触发请求，例如按钮或菜单项。
- Client（客户端）：创建ConcreteCommand对象，并设置其接收者。
举个例子：一个简单的文本编辑器支持“插入文本”和“删除文本”操作，并能撤销上一步。
基础实现：支持执行与撤销
先定义命令基类：
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class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0;
};
定义接收者——文本编辑器：
class TextEditor {
std::string content;
public:
void insert(const std::string& text) {
content += text;
}
void erase(size_t len) {
if (len >= content.size()) {
content.clear();
} else {
content.erase(content.size() - len);
}
}
std::string getContent() const { return content; }
};
实现具体命令：
class InsertCommand : public Command {
TextEditor* editor;
std::string text;
public:
InsertCommand(TextEditor* e, const std::string& t) : editor(e), text(t) {}
void execute() override {
editor->insert(text);
}
void undo() override {
editor->erase(text.size());
}};
class DeleteCommand : public Command {
TextEditor editor;
std::string deletedText;
public:
DeleteCommand(TextEditor e, size_t len) : editor(e) {
// 假设我们知道要删多少，实际中可由editor提供
deletedText = editor->getContent().substr(editor->getContent().size() - len);
}
void execute() override {
editor->erase(deletedText.size());
}
void undo() override {
editor->insert(deletedText);
}};
调用者管理命令历史
引入一个调用者类来保存命令序列，支持撤销和重做：
class CommandHistory {
std::vector> commands;
int current = -1; // 当前位置，用于支持redo
public:
void execute(std::unique_ptr cmd) {
cmd->execute();
// 清除当前位置之后的历史（类似浏览器行为）
if (current < (int)commands.size() - 1) {
commands.erase(commands.begin() + current + 1, commands.end());
}
commands.push_back(std::move(cmd));
current++;
}
void undo() {
if (current >= 0) {
commands[current]->undo();
current--;
}
}
void redo() {
if (current < (int)commands.size() - 1) {
commands[current + 1]->execute();
current++;
}
}};
使用示例
客户端代码演示如何组合这些部分：
int main() {
TextEditor editor;
CommandHistory history;
auto insertHello = std::make_unique(&editor, "Hello");
auto insertWorld = std::make_unique(&editor, " World");
history.execute(std::move(insertHello)); // Hello
history.execute(std::move(insertWorld)); // Hello World
std::cout << editor.getContent() << "\n"; // 输出: Hello World
history.undo(); // 撤销" World"
std::cout << editor.getContent() << "\n"; // 输出: Hello
history.redo(); // 重做
std::cout << editor.getContent() << "\n"; // 输出: Hello World
return 0;
}
基本上就这些。通过命令模式，你把“动作”变成了可存储、可传递的对象。它让调用者不依赖具体操作，也方便扩展新命令而不改动现有代码。配合历史栈，轻松实现撤销/重做功能。对于更复杂的场景，可以加入命令合并（如连续输入合并为一次）、命令序列（宏）、持久化等特性。
