精读C++20设计模式——行为型设计模式：命令模式

精读C++20设计模式——行为型设计模式：命令模式

前言：Lets Command!

​ Command设计模式实际上不太Command。这个比较反直觉。因为Command设计模式压根就不是直接死命令对象到底怎么做事情。而是发送命令，接收对象根据发送者发送的命令执行代码。

命令模式干什么

​ 命令模式将我们对API的操作封装成命令，命令的调用就是对对象的操作。看起来好像没什么问题，比如说：

class BankAccount {int balance = 0;constexpr int overdraft_limit = -500;
public:void deposit(int amount) { balance += amount; }void withdraw(int amount) { if(balance - amount < overdraft_limit) return;blance -= amount;}
};

​ 我们把类完成了！现在我们可以这样做了。

struct Command { virtual void call() const = 0; };struct BankAccountCmd : Command
{BankAccount& ba;enum class AcceptableAction { deposit, withdraw } action;int amount;// BankAccountCmd init omittedvoid call() const override {switch(action){case deposit:// process all the deposit relativebreak;case withdraw:// process all the withdraw relativebreak;}  };
};

​ 你看到了嘛？我们现在立马就可以无任何侵入的做比直接调用显然更多的事情了：

BankAccount ba;
BankAccountCmd bacmd {ba, AcceptableAction::deposit, 500};
bacmd.call();

​ 完事。你发现我们完全可以对Command做额外的提交约束啊等一系列的事情，完全不用动BankAccount的任何代码——只要他自己相关的接口是稳定的！

​ 我们甚至还可以滚动回来！比如说我们小小的翻新一下Command（假设我们真的笃定Command是要支持撤回的）

struct Command { virtual void call() = 0; virtual void undo() = 0; 
};

​ 现在我们自然可以根据我们实现的逻辑的撤回操作依次的完成Command的接口，最后我们就会组合成一个非常具备代码整洁的命令链条——还是支持撤回操作的那种！

组合我们的命令：结合组合模式+命令模式

​ 一堆Command的有机组合是不是也是一个Command，或者说Command的正交组合显然还是一个Command。那么，我们就有理由编写出一个更好的组合Command

struct ComposedBankCommand : Command
{// register commandsvoid call() override {for(auto& cmd : composers)  cmd->call();};void undo() override {for(auto& cmd : composers)  cmd->call();}private:vector<Command*>	composers;
};

​ 但好像不对？如果我们中间的一个command失败了，其他的干脆就不应该调用——当然对于并行式的Command蔟完全没问题。这个是逻辑设计的差异。解决这个的办法也很好说——Command内部维护一个是否成功的操作就好了嘛！

总结：

解决什么问题

命令模式要解决的核心问题是把“动作”从调用者中剥离出来，使动作成为可传递、可存储、可组合、可撤销的对象。当程序中出现需要延迟执行、排队执行、撤销/重做、日志回放、网络传输或组合多个操作等需求时，直接在调用处硬编码调用逻辑会导致耦合、难以扩展与难以控制。命令模式把对某个接口/对象的“操作”封装成单独的对象（Command），从而把请求者与执行者解耦，同时把操作本身作为一等公民来处理（队列、日志、回滚、组合……都可以做）。

如何解决

命令模式通过定义一个统一的命令接口（比如 call() / execute()，必要时还加上 undo() / redo()）来表示“要做的事”。每个具体命令包含执行该操作所需的接收者引用和参数。调用方只负责生成或提交命令对象，不直接操作接收者；命令可以被放入队列、写入日志、传到远端、组合成宏命令或在稍后执行。为支持撤销/补偿，命令可以维护执行前的状态（或借助 Memento），或者提供一个 undo() 方法做反向操作。为了支持异步、可靠性或回放，还可以给命令增加序列化/日志化能力。

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各个变种的优劣对比

变种	描述	优点	缺点	典型适用场景
基本命令（Basic Command）	最简形式：命令对象封装接收者和参数，实现 execute()。	实现简单，耦合低，便于扩展与测试。	只适合同步、一次性调用，缺少撤销/持久化支持。	简单的解耦、延迟执行需求。
可撤销命令（Undoable Command）	命令实现 execute() 与 undo() 或保存 Memento 做回滚。	支持撤销/重做，用户体验好（编辑器、事务界面）。	需要额外保存状态或实现反向操作，设计与边界条件复杂。	文本编辑、图形编辑、事务局部回退。
组合命令 / 宏命令（Composite / Macro）	把多个命令组合成一个命令；支持原子或顺序执行。	易于复用、批量操作、一次执行多个子操作。	失败处理复杂（部分成功如何回滚）；错误传播要设计清楚。	批处理、事务化工作流、复合操作。