设计模式实战：命令模式（Command）

在很多系统中，你会遇到这样的需求：

• 把”操作”当成对象传递
• 支持操作的撤销（Undo）
• 支持操作队列 / 延迟执行
• 支持日志记录与重放

例如：

• 编辑器的撤销/重做
• 任务队列（异步执行）
• 按钮点击绑定不同行为
• 审批操作记录

如果直接写函数调用：

light.turn_on()
light.turn_off()

看起来简单，但问题是：

• 操作无法记录
• 无法撤销
• 无法统一调度

这时候就需要 —— 命令模式（Command）。

---

一、命令模式解决什么问题？

一句话：

将请求封装为对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化。

关键词：

• 请求封装
• 解耦调用者与执行者
• 支持撤销/重做
• 支持队列

---

二、核心角色

命令模式包含四个角色：

1️⃣ Command（命令接口）

定义执行操作的接口。

2️⃣ ConcreteCommand（具体命令）

实现具体操作，绑定接收者。

3️⃣ Receiver（接收者）

真正执行动作的对象。

4️⃣ Invoker（调用者）

触发命令执行。

结构：

Invoker → Command → Receiver

---

三、一个典型场景：智能家居控制

我们用”控制灯”作为例子。

---

四、Python 实现命令模式

1️⃣ 接收者（Receiver）

class Light:

    def turn_on(self):
        print("灯打开")

    def turn_off(self):
        print("灯关闭")

---

2️⃣ 命令接口

from abc import ABC, abstractmethod

class Command(ABC):

    @abstractmethod
    def execute(self):
        pass

---

3️⃣ 具体命令

class TurnOnCommand(Command):

    def __init__(self, light: Light):
        self.light = light

    def execute(self):
        self.light.turn_on()


class TurnOffCommand(Command):

    def __init__(self, light: Light):
        self.light = light

    def execute(self):
        self.light.turn_off()

---

4️⃣ 调用者（Invoker）

class RemoteControl:

    def __init__(self):
        self.command = None

    def set_command(self, command: Command):
        self.command = command

    def press_button(self):
        self.command.execute()

---

5️⃣ 使用方式

light = Light()

on_command = TurnOnCommand(light)
off_command = TurnOffCommand(light)

remote = RemoteControl()

remote.set_command(on_command)
remote.press_button()

remote.set_command(off_command)
remote.press_button()

输出：

灯打开
灯关闭

---

五、命令模式的核心价值

命令模式本质是：

把”操作”变成对象。

这样带来的好处：

• 操作可以存储
• 操作可以传递
• 操作可以组合
• 操作可以撤销

---

六、实现撤销（Undo）

命令模式一个重要能力：撤销操作。

修改命令接口：

class Command(ABC):

    @abstractmethod
    def execute(self):
        pass

    @abstractmethod
    def undo(self):
        pass

在很多系统中，你会遇到这样的需求：

• 把”操作”当成对象传递
• 支持操作的撤销（Undo）
• 支持操作队列 / 延迟执行
• 支持日志记录与重放

例如：

• 编辑器的撤销/重做
• 任务队列（异步执行）
• 按钮点击绑定不同行为
• 审批操作记录

如果直接写函数调用：

light.turn_on()
light.turn_off()

看起来简单，但问题是：

• 操作无法记录
• 无法撤销
• 无法统一调度

这时候就需要 —— 命令模式（Command）。

---

一、命令模式解决什么问题？

一句话：

将请求封装为对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化。

关键词：

• 请求封装
• 解耦调用者与执行者
• 支持撤销/重做
• 支持队列

---

二、核心角色

命令模式包含四个角色：

1️⃣ Command（命令接口）

定义执行操作的接口。

2️⃣ ConcreteCommand（具体命令）

实现具体操作，绑定接收者。

3️⃣ Receiver（接收者）

真正执行动作的对象。

4️⃣ Invoker（调用者）

触发命令执行。

结构：

Invoker → Command → Receiver

---

三、一个典型场景：智能家居控制

我们用”控制灯”作为例子。

---

四、Python 实现命令模式

1️⃣ 接收者（Receiver）

class Light:

    def turn_on(self):
        print("灯打开")

    def turn_off(self):
        print("灯关闭")

---

2️⃣ 命令接口

from abc import ABC, abstractmethod

class Command(ABC):

    @abstractmethod
    def execute(self):
        pass

---

3️⃣ 具体命令

class TurnOnCommand(Command):

    def __init__(self, light: Light):
        self.light = light

    def execute(self):
        self.light.turn_on()


class TurnOffCommand(Command):

    def __init__(self, light: Light):
        self.light = light

    def execute(self):
        self.light.turn_off()

---

4️⃣ 调用者（Invoker）

class RemoteControl:

    def __init__(self):
        self.command = None

    def set_command(self, command: Command):
        self.command = command

    def press_button(self):
        self.command.execute()

---

5️⃣ 使用方式

light = Light()

on_command = TurnOnCommand(light)
off_command = TurnOffCommand(light)

remote = RemoteControl()

remote.set_command(on_command)
remote.press_button()

remote.set_command(off_command)
remote.press_button()

输出：

灯打开
灯关闭

---

五、命令模式的核心价值

命令模式本质是：

把”操作”变成对象。

这样带来的好处：

• 操作可以存储
• 操作可以传递
• 操作可以组合
• 操作可以撤销

---

六、实现撤销（Undo）

命令模式一个重要能力：撤销操作。

修改命令接口：

class Command(ABC):

    @abstractmethod
    def execute(self):
        pass

    @abstractmethod
    def undo(self):
        pass

实现：

class TurnOnCommand(Command):

    def __init__(self, light):
        self.light = light

    def execute(self):
        self.light.turn_on()

    def undo(self):
        self.light.turn_off()

Invoker 记录历史：

class RemoteControl:

    def __init__(self):
        self.history = []

    def execute(self, command):
        command.execute()
        self.history.append(command)

    def undo(self):
        if self.history:
            command = self.history.pop()
            command.undo()

使用：

remote = RemoteControl()

cmd = TurnOnCommand(light)

remote.execute(cmd)
remote.undo()

---

七、命令模式 vs 策略模式

很多人会混淆。

区别很关键：

对比点	命令模式	策略模式
关注点	请求封装	算法替换
是否记录操作	是	否
是否支持撤销	是	否

一句话：

策略是”怎么做”，
命令是”做什么”。

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八、命令模式 vs 观察者模式

对比点	命令模式	观察者模式
调用方式	主动触发	被动通知
关系	一对一	一对多

一句话：

命令是”我让你做”，
观察者是”发生了你自己处理”。

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九、真实项目中的应用

非常常见：

1️⃣ 任务队列

例如：

• Celery
• 异步任务系统

每个任务本质就是一个命令。

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2️⃣ 撤销/重做系统

例如：

• 文本编辑器
• 图形编辑器

---

3️⃣ 审计日志

记录用户操作：

delete_user(1001)

可以记录为命令对象，后续回放。

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4️⃣ UI 按钮绑定

按钮：

button.onClick = command.execute

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十、更 Pythonic 的写法（函数版）

Python 中可以不用类。

直接用函数：

def turn_on():
    print("灯打开")

def turn_off():
    print("灯关闭")

Invoker：

class Remote:

    def __init__(self):
        self.commands = []

    def execute(self, cmd):
        cmd()
        self.commands.append(cmd)

简单直接。

---

十一、优缺点

✅ 优点

• 解耦调用者与执行者
• 支持撤销/重做
• 支持队列、日志
• 灵活扩展

---

❌ 缺点

• 类数量增加
• 简单场景可能过度设计

---

十二、什么时候使用命令模式？

适合：

• 需要记录操作
• 需要撤销/重做
• 需要队列执行
• 操作需要解耦

不适合：

• 简单函数调用
• 无需扩展

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十三、一句话总结

命令模式的本质是：
把”操作”变成对象，从而实现可记录、可撤销、可扩展。

换句话说：

不要直接调用方法，把调用封装起来。

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