詳解command設計模式,解耦操作和回滾

大家好,歡迎來到設計模式專題,我們的主旨是介紹一些有趣好玩的設計模式。

今天我們介紹的設計模式叫做命令模式(command),在這個模式下,我們可以實現do和undo的解耦,讓使用方不用關心內部的實現細節。

command模式

這個模式我們在日常當中經常使用,舉一個很簡單的例子,比如說我們發布程式碼。發布了之後發現不小心發布上去了一個bug,這個時候我們應該做什麼?很簡單,就是回滾,把線上的程式碼回滾到這一次發布之前的程式碼。這樣我們這次發布帶來的改動就會被消除,那麼就避免了bug的產生。

那麼,對於一個發布系統來說,它需要做什麼?其實也就是兩個功能,一個是發布另外一個是回滾。這兩個操作是互相可逆的,對於它的使用者來說,是不會關心它的內部是如何實現的,我們只需要在頁面上按按鈕就好了。

我們來回顧一下這個過程,我們點擊發布,可以把最新的程式碼發布上線。發布之後發現問題,再點擊回滾,系統再自動恢復到發布之前的狀態。發布和回滾彼此是可逆的,當我們消除掉bug之後,再次點擊發布,又可以再次發布最新的程式碼了。

command模式就是做的這個事情,也就是對do和undo的封裝。我們來看一個很簡單的例子,對文件改名。比如說我們要把系統當中的文件改名,從A.txt改成B.txt。這個功能很簡單,系統為我們提供了現成的函數,叫做os.rename(),我們只需要把A和B兩個文件的地址傳入其中即可。

假如我們發現改名字改錯了,想回滾怎麼辦呢?會發現我們改動之前的名字已經忘了,不知道怎麼回滾了。這個時候就可以使用command模式,我們來看程式碼:

import os

class MoveFileCommand:

    def __init__(self, src, dest):
        self.src = src
        self.dest = dest

    def execute(self):
        self.rename(self.src, self.dest)

    def undo(self):
        self.rename(self.dest, self.src)

    def rename(self, src, dest):
        print('renaming from {} to {}'.format(src, dest))
        os.rename(src, dest)

在execute方法當中,我們把文件從src變成了dest,如果想要回滾,它又會再次調用rename。將文件名從dest回滾到src。這樣的話,作為使用方就可以完全不用理解api內部的實現邏輯了,不然的話為了防止改錯了的情況,還需要做很多適配。

menu item

有了command模式之後我們可以在外面在封裝一層用來ui交互上,我們很常見的一種UI交互方式就是按鈕。某一個按鈕點一下之後會出現一個按過的標記,並且實現一個什麼功能。再按一次標記消失,功能也隨之關閉。

我隨便找了一個例子,比如下圖菜單當中的show minimap,show breadcrumbs這些都是這樣的功能。點一下出現縮略圖,再點一下縮略圖消失。

如果你寫過UI頁面的話,一般來說我們會先定義一個Menu Item的類,表示菜單當中的所有的item的基類。不同的選項表示不同的item,我們進一步分析會發現有些item我們需要這樣雙擊關閉的機制,而有些item是沒有的。比如上面的Run、Output這些item都是點一次執行一次的。

我們當然可以把上面介紹的Command對象直接當做item,但是這樣不利於整個菜單的統一,所以我們還會在外麵包一層。比如所有MenuItem的父類應該是這樣的:

class MenuItemBaseClass:
    def __init__(self):
        pass
    
    def pressed(self):
        pass
    
    def unpress(self):
        pass

有了這個基類之後,我們就可以實現一個可回滾的類,將command的對象作為類成員變數,再在其中實現unpress方法:

class RedoableMenu(MenuItemBaseClass):
    def __init__(self, command):
        self_command = command
        
    def pressed(self):
        self._command.execute()
        
    def unpress(self):
        self._command.undo()

這樣我們的UI就和command解耦了,如果我們想要實現不同的可以回滾的功能, 只需要實現不同的command創建實例就可以了。對於整個UI的使用沒有任何影響,UI組件當中用到的所有類都是統一的。可能在Python這種弱類型語言當中看不太出來,因為我們一個list說是menu基類的list,但是其實裝什麼都行。但如果是強類型語言,那麼這種抽象和封裝就是非常有必要的了。

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