C++设计模式之命令模式[Command Pattern]

C++设计模式之命令模式[Command Pattern]     

我们去餐厅吃饭,我们是通过服务员来点菜,具体是谁来做这些菜和他们什么时候完成的这些菜,其实我们都不知道。抽象之,“菜单请求者”我们和“菜单实现者”厨师,2者之间是松耦合的,我们对这些菜的其他一些请求比如“撤销,重做”等,我们也不知道是谁在做。其实这就是本文要说的Command模式。

 

        将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤消的操作。[GOF 《设计模式》]

 

类图与实例:

desgin-pattern-command

角色用途:

客户(Client)角色:创建了一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。

命令(Command)角色:声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。这是一个抽象角色。

具体命令(ConcreteCommand)角色:定义一个接受者和行为之间的弱耦合;实现Execute()方法,负责调用接收考的相应操作。Execute()方法通常叫做执行方法。

请求者(Invoker)角色:负责调用命令对象执行请求,相关的方法叫做行动方法。

接收者(Receiver)角色:负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者,实施和执行请求的方法叫做行动方法。

实例:

 

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  1. #include <iostream>  
  2. #include <vector>  
  3. using namespace std;  
  4.   
  5.   
  6. // 烤肉师傅  
  7. class RoastCook  
  8. {  
  9. public:  
  10.     void MakeMutton() { cout << "烤羊肉" << endl; }  
  11.     void MakeChickenWing() { cout << "烤鸡翅膀" << endl; }  
  12. };  
  13.   
  14.   
  15. // 抽象命令类  
  16. class Command  
  17. {  
  18. public:  
  19.     Command(RoastCook* temp) { receiver = temp; }  
  20.     virtual void ExecuteCmd() = 0;  
  21.   
  22. protected:  
  23.     RoastCook* receiver;  
  24. };  
  25.   
  26. // 烤羊肉命令  
  27. class MakeMuttonCmd : public Command  
  28. {  
  29. public:  
  30.     MakeMuttonCmd(RoastCook* temp) : Command(temp) {}  
  31.     virtual void ExecuteCmd() { receiver->MakeMutton(); }  
  32. };  
  33.   
  34. // 烤鸡翅膀命令  
  35.   
  36. class MakeChickenWingCmd : public Command  
  37. {  
  38. public:  
  39.     MakeChickenWingCmd(RoastCook* temp) : Command(temp) {}  
  40.     virtual void ExecuteCmd() { receiver->MakeChickenWing(); }  
  41. };  
  42.   
  43. // 服务员类  
  44. class Waiter  
  45. {  
  46. public:  
  47.     void SetCmd(Command* temp);  
  48.   
  49.     // 通知执行  
  50.     void Notify();  
  51. protected:  
  52.     vector<Command*> m_commandList;  
  53. };  
  54.   
  55. void Waiter::SetCmd(Command* temp)  
  56. {  
  57.     m_commandList.push_back(temp);  
  58.     cout << "增加订单" << endl;  
  59. }  
  60.   
  61. void Waiter::Notify()  
  62. {  
  63.     vector<Command*>::iterator it;  
  64.     for (it=m_commandList.begin(); it!=m_commandList.end(); ++it)  
  65.     {  
  66.         (*it)->ExecuteCmd();  
  67.     }  
  68. }  
  69.   
  70. int main()  
  71. {  
  72.     // 店里添加烤肉师傅、菜单、服务员等顾客  
  73.     RoastCook* cook = new RoastCook();  
  74.     Command* cmd1 = new MakeMuttonCmd(cook);  
  75.     Command* cmd2 = new MakeChickenWingCmd(cook);  
  76.     Waiter* girl = new Waiter();  
  77.   
  78.     // 点菜  
  79.     girl->SetCmd(cmd1);  
  80.     girl->SetCmd(cmd2);  
  81.   
  82.     // 服务员通知  
  83.     girl->Notify();  
  84.     return 0;  
  85. }  

 

效果与实现要点:

1Command模式的根本目的在于将行为请求者行为实现者解耦,在面向对象语言中,常见的实现手段是将行为抽象为对象

2.实现Command接口的具体命令对象ConcreteCommand有时候根据需要可能会保存一些额外的状态信息。

3.通过使用Compmosite模式,可以将多个命令封装为一个复合命令”MacroCommand

4Command模式与C#中的Delegate有些类似。但两者定义行为接口的规范有所区别:Command以面向对象中的接口实现来定义行为接口规范,更严格,更符合抽象原则;Delegate以函数签名来定义行为接口规范,更灵活,但抽象能力比较弱。

5.使用命令模式会导致某些系统有过多的具体命令类。某些系统可能需要几十个,几百个甚至几千个具体命令类,这会使命令模式在这样的系统里变得不实际。

 

适用性:

在下面的情况下应当考虑使用命令模式:

1.使用命令模式作为"CallBack"在面向对象系统中的替代。"CallBack"讲的便是先将一个函数登记上,然后在以后调用此函数。

2.需要在不同的时间指定请求、将请求排队。一个命令对象和原先的请求发出者可以有不 同的生命期。换言之,原先的请求发出者可能已经不在了,而命令对象本身仍然是活动的。这时命令的接收者可以是在本地,也可以在网络的另外一个地址。命令对 象可以在串形化之后传送到另外一台机器上去。

3.系统需要支持命令的撤消(undo)。命令对象可以把状态存储起来,等到客户端需要撤销命令所产生的效果时,可以调用undo()方法,把命令所产生的效果撤销掉。命令对象还可以提供redo()方法,以供客户端在需要时,再重新实施命令效果。

4.如果一个系统要将系统中所有的数据更新到日志里,以便在系统崩溃时,可以根据日志里读回所有的数据更新命令,重新调用Execute()方法一条一条执行这些命令,从而恢复系统在崩溃前所做的数据更新。

 

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