C++如何实现一个命令模式（Command Pattern）？（设计模式）

冰火之心 2026-01-08 00:00:00 次阅读

命令模式通过将请求封装为对象实现发起者与执行者解耦，支持撤销、排队等功能；C++中以抽象基类Command定义execute()和undo()接口，具体命令类继承并实现。

命令模式把请求封装成对象，让发起者（Invoker）和执行者（Receiver）解耦，支持撤销、排队、日志、事务等扩展。C++中通过抽象基类定义命令接口，用具体类实现不同操作，再由调用者统一触发。

定义命令接口

用抽象类 Command 声明 execute() 和可选的 undo() 方法，所有具体命令都继承它：

class Command {
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
    virtual void undo() { } // 默认空实现，按需重写
};

实现具体命令

每个命令封装一个接收者（Receiver）和对应动作。比如控制灯的开关：

class Light {
public:
    void on()  { std::cout << "Light is ON\n"; }
    void off() { std::cout << "Light is OFF\n"; }
};

class LightOnCommand : public Command {
    Light& light;
public:
    explicit LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}
    void execute() override { light.on(); }
    void undo() override { light.off(); }
};

class LightOffCommand : public Command {
    Light& light;
public:
    explicit LightOffCommand(Light& l) : light(l) {}
    void execute() override { light.off(); }
    void undo() override { light.on(); }
}

构建调用者（Invoker）

调用者不关心命令细节，只负责存储并执行命令。支持历史记录和撤销时，用栈保存已执行命令：

class RemoteControl {
    std::stack> history;
    std::unique_ptr current;

public:
    void setCommand(std::unique_ptr cmd) {
        current = std::move(cmd);
    }

    void pressButton() {
        if (current) {
            current->execute();
            history.push(std::move(current));
        }
    }

    void undoLast() {
        if (!history.empty()) {
            auto cmd = std::move(history.top());
            history.pop();
            cmd->undo();
            current = std::move(cmd); // 便于再次 undo 或 redo（如需）
        }
    }
};

组合使用示例

客户端代码简洁清晰，新增命令无需修改调用逻辑：

int main() {
    Light livingRoomLight;
    
    auto onCmd = std::make_unique(livingRoomLight);
    auto offCmd = std::make_unique(livingRoomLight);

    RemoteControl remote;
    remote.setCommand(std::move(onCmd));
    remote.pressButton(); // Light is ON

    remote.setCommand(std::move(offCmd));
    remote.pressButton(); // Light is OFF

    remote.undoLast(); // Light is ON（撤销上一次关灯）
}

基本上就这些。核心是分离“谁请求”和“谁干活”，命令对象本身承载上下文与行为，方便复用、组合和扩展。注意用智能指针管理生命周期，避免裸指针和资源泄漏。