23种计划模式 - 下令模式

模式定义

下令模式（Command Pattern）是一种行为型计划模式，它将哀求封装为独立对象，使哀求的发送者与接收者解耦。通过将操纵抽象为下令对象，支持下令的存储、通报、撤销和重做，加强系统的灵活性和可扩展性。

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模式布局

抽象下令类（Command）

• 定义执行下令的统一接口（如execute()方法），声明撤销/重做等扩展功能。
  详细下令类（ConcreteCommand）
  
• 实现抽象下令接口，关联接收者对象并调用其详细方法（如启动、停息数控机床）。
  接收者（Receiver）
  
• 现实执行操纵的对象（如数控机床），包含详细的业务逻辑。
  调用者（Invoker）
  
• 持有下令对象并触发其执行（如数控系统控制面板）。
  客户端（Client）
  
• 创建下令对象并配置其接收者。
  

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实用场景

操纵队列化：如数控系统需要支持批量执行加工指令。
撤销/重做功能：支持机床操纵的历史记录回滚。
分布式通讯：将长途控制指令封装为可传输对象。

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C++示例（数控系统场景）

场景说明：
数控机床通过控制面板发送下令（启动、停息、急停），下令被封装为对象，支持操纵记录和撤销。

1. #include
2. #include
3. #include
5. // 接收者：数控机床
6. class CNC_Machine {
7. public:
8.     void start() {
9.         std::cout << "数控机床启动，开始加工..." << std::endl;
10.     }
11.     void pause() {
12.         std::cout << "数控机床暂停..." << std::endl;
13.     }
14.     void emergencyStop() {
15.         std::cout << "紧急停止！机床复位中..." << std::endl;
16.     }
17. };
19. // 抽象命令类
20. class Command {
21. public:
22.     virtual ~Command() = default;
23.     virtual void execute() = 0;
24.     virtual void undo() = 0;  // 支持撤销操作[4][7]
25. };
27. // 具体命令：启动命令
28. class StartCommand : public Command {
29. private:
30.     CNC_Machine& receiver_;
31. public:
32.     explicit StartCommand(CNC_Machine& machine) : receiver_(machine) {}
33.     void execute() override {
34.         receiver_.start();
35.     }
36.     void undo() override {
37.         std::cout << "撤销启动：停止加工" << std::endl;
38.     }
39. };
41. // 具体命令：急停命令
42. class EmergencyStopCommand : public Command {
43. private:
44.     CNC_Machine& receiver_;
45. public:
46.     explicit EmergencyStopCommand(CNC_Machine& machine) : receiver_(machine) {}
47.     void execute() override {
48.         receiver_.emergencyStop();
49.     }
50.     void undo() override {
51.         std::cout << "撤销急停：恢复运行状态" << std::endl;
52.     }
53. };
55. // 调用者：控制面板
56. class ControlPanel {
57. private:
58.     std::stack> history_;
59. public:
60.     void executeCommand(std::unique_ptr cmd) {
61.         cmd->execute();
62.         history_.push(std::move(cmd));  // 记录操作历史[4][7]
63.     }
64.     void undoLastCommand() {
65.         if (!history_.empty()) {
66.             history_.top()->undo();
67.             history_.pop();
68.         }
69.     }
70. };
72. // 客户端使用
73. int main() {
74.     CNC_Machine machine;
75.     ControlPanel panel;
77.     // 发送启动命令
78.     panel.executeCommand(std::make_unique(machine));
79.    
80.     // 发送急停命令
81.     panel.executeCommand(std::make_unique(machine));
82.    
83.     // 撤销上一次操作
84.     panel.undoLastCommand();  // 输出：撤销急停：恢复运行状态
86.     return 0;
87. }

复制代码

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代码解析
接收者：CNC_Machine类实现机床的现实操纵（如启动、急停）。
详细下令：StartCommand和EmergencyStopCommand封装操纵，关联接收者对象。
调用者：ControlPanel管理下令执行历史，支持撤销操纵。
解耦上风：新增下令（如停息下令）只需扩展Command子类，无需修改调用者代码。

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