JavaScript命令模式原理与用法实例详解

JavaScript命令模式(Command Pattern)是一种基于面向对象编程中的行为型模式。该模式将请求封装成一个对象，以便于对请求的参数化、延迟执行（如将一个请求排队或者记录请求日志）以及支持可撤销操作等功能。

命令模式原理

命令模式的核心是通过一个命令对象包装所有的请求细节，以达到解耦调用者与接收者的目的。

通常情况下，一个请求会有以下几个部分组成：

调用者(Client)：发起命令请求的对象。
命令对象(Command)：封装一组操作，包含接收者(receiver)和其他必要的参数。
接收者(Receiver)：实际执行命令的对象。
客户(Command Invoker)：调用命令对象，并将命令对象送到命令队列中。

当一个命令被封装成对象时，我们就可以维护它的状态和生命周期。命令模式使得我们可以轻松处理无法实现或难以实现的功能，例如撤销，日志和重做等操作。

命令模式使用场景

如果以下情况之一适用于您的项目，请考虑使用命令模式：

您需要将引起操作的对象与执行操作的对象解耦。
您需要在不同的时间点发出请求，以及将请求保存以便执行回溯（撤销）。
您需要能够扩展或添加新操作，而不会影响现有的代码。

命令模式用法实例

以下是两个示例说明使用命令模式的场景。

示例1：构建一个简单的文本编辑器

在这个示例中，我们需要实现一个简单的文本编辑器，并支持撤销和重做操作。如果我们直接在编辑器中实现这些操作，代码将相当冗长且不易于维护。

我们可以使用命令模式来解决这个问题。我们首先定义一个Command对象，该对象包含执行和撤销操作的方法。接着，我们定义一组具体的命令对象，如InsertCommand，DeleteCommand等。每个具体命令对象都与Receiver对象相关联，如一个文本编辑器或者一个文档对象。

这些命令对象可以被集成到一个命令管理器(Command Manager)类中，以便于将它们保存到一个命令列表中。接着可以调用命令列表中的命令对象进行撤销或者重做操作。

以下是代码示例：

// 定义一个命令对象
class Command {
  constructor(receiver) {
    this.receiver = receiver;
  }

  execute() {
    throw new Error("execute() method must be implemented.");
  }

  undo() {
    throw new Error("undo() method must be implemented.");
  }

  redo() {
    throw new Error("redo() method must be implemented.");
  }
}

// 插入命令对象
class InsertCommand extends Command {
  constructor(receiver, text, cursorPosition) {
    super(receiver);
    this.text = text;
    this.cursorPosition = cursorPosition;
    this.insertedTextLength = text.length;
  }

  execute() {
    this.receiver.insertText(this.text, this.cursorPosition);
  }

  undo() {
    this.receiver.deleteText(this.cursorPosition, this.insertedTextLength);
  }

  redo() {
    this.execute();
  }
}

// 删除命令对象
class DeleteCommand extends Command {
  constructor(receiver, cursorPosition, length) {
    super(receiver);
    this.cursorPosition = cursorPosition;
    this.length = length;
    this.deletedText = "";
  }

  execute() {
    this.deletedText = this.receiver.deleteText(this.cursorPosition, this.length);
  }

  undo() {
    this.receiver.insertText(this.deletedText, this.cursorPosition);
  }

  redo() {
    this.execute();
  }
}

// 定义接收者对象
class TextDocument {
  constructor() {
    this.text = "";
  }

  insertText(text, cursorPosition) {
    this.text = this.text.substr(0, cursorPosition) + text + this.text.substr(cursorPosition);
  }

  deleteText(cursorPosition, length) {
    const deletedText = this.text.substr(cursorPosition, length);
    this.text = this.text.substr(0, cursorPosition) + this.text.substr(cursorPosition + length);
    return deletedText;
  }
}

// 定义命令管理器
class CommandManager {
  constructor() {
    this.commands = [];
    this.currentCommandIndex = -1;
  }

  execute(command) {
    command.execute();
    this.commands.push(command);
    this.currentCommandIndex++;
  }

  undo() {
    if (this.currentCommandIndex < 0) return false;
    this.commands[this.currentCommandIndex].undo();
    this.currentCommandIndex--;
    return true;
  }

  redo() {
    if (this.currentCommandIndex >= this.commands.length - 1) return false;
    this.currentCommandIndex++;
    this.commands[this.currentCommandIndex].redo();
    return true;
  }
}

// 使用命令模式操作文本
const document = new TextDocument();
const commandManager = new CommandManager();

commandManager.execute(new InsertCommand(document, "Hello, ", 0));
commandManager.execute(new InsertCommand(document, "world!", 7));
commandManager.execute(new DeleteCommand(document, 0, 7));
console.log(document.text); // "world!"

commandManager.undo();
console.log(document.text); // "Hello, world!"

commandManager.undo();
console.log(document.text); // "Hello, "

commandManager.redo();
console.log(document.text); // "Hello, world!"

commandManager.undo();
console.log(document.text); // "Hello, "

示例2：构建一个动态菜单

在这个示例中，我们需要构建一个含有多级子菜单的动态菜单。我们可以使用Command对象来执行菜单项的操作。例如，OpenFileCommand可以打开文件，SaveFileCommand可以保存文件等。

以下是代码示例：

<button id="menu-file">File</button>
<div class="menu">
  <ul>
    <li><a href="#">Open...</a></li>
    <li><a href="#">Save</a></li>
    <li><a href="#">Save As...</a></li>
  </ul>
</div>

<button id="menu-edit">Edit</button>
<div class="menu">
  <ul>
    <li><a href="#">Cut</a></li>
    <li><a href="#">Copy</a></li>
    <li><a href="#">Paste</a></li>
  </ul>
</div>

<!-- ... -->

<script>
  // 命令对象
  class Command {
    constructor(execute) {
      this.execute = execute;
    }
  }

  // 文件命令对象
  class FileCommand extends Command {
    constructor(file) {
      super(() => {
        console.log(`File '${file}' executed.`);
      });
    }
  }

  // 文件打开命令
  class OpenFileCommand extends FileCommand {
    constructor(file) {
      super(file);
    }
  }

  // 文件保存命令
  class SaveFileCommand extends FileCommand {
    constructor(file) {
      super(file);
    }
  }

  // 编辑命令对象
  class EditCommand extends Command {
    constructor(execute) {
      super(execute);
    }
  }

  // 剪切命令
  class CutCommand extends EditCommand {
    constructor() {
      super(() => {
        console.log("Cut executed.");
      });
    }
  }

  // 复制命令
  class CopyCommand extends EditCommand {
    constructor() {
      super(() => {
        console.log("Copy executed.");
      });
    }
  }

  // 粘贴命令
  class PasteCommand extends EditCommand {
    constructor() {
      super(() => {
        console.log("Paste executed.");
      });
    }
  }

  // 创建菜单
  const menu = {
    file: {
      open: new OpenFileCommand("file.txt"),
      save: new SaveFileCommand("file.txt"),
    },
    edit: {
      cut: new CutCommand(),
      copy: new CopyCommand(),
      paste: new PasteCommand()
    }
  };

  // 绑定菜单项事件
  function bindEvents(menu) {
    for (const key in menu) {
      if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(menu, key)) {
        const menuButton = document.getElementById(`menu-${key}`);
        const subMenu = document.querySelector(`#${menuButton.id}+.menu`);

        menuButton.addEventListener("click", () => {
          subMenu.classList.toggle("active");
        });

        for (const subKey in menu[key]) {
          if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(menu[key], subKey)) {
            const menuItem = subMenu.querySelector(`[href="#${subKey}"]`);

            menuItem.addEventListener("click", (event) => {
              event.preventDefault();
              menu[key][subKey].execute();
            });
          }
        }
      }
    }
  }

  // 初始化菜单
  bindEvents(menu);
</script>

这些示例说明了命令模式的基本原理和用法。在实际应用中，通过将所有命令封装在对象中，我们可以实现对复杂功能的细粒度控制，实现更好的代码复用和可扩展性。

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