通過c++11改進(jìn)我們的模式之改進(jìn)命令模式

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語言|點(diǎn)擊：次

模式雖然精妙，卻難完美，比如觀察者模式中觀察者生命周期的問題；比如訪問者模式中循環(huán)依賴的問題等等；其它很多模式也存在這樣那樣的一些不足之處，如使用場景受限、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、不夠簡潔、不夠通用等。但我覺得不足之處大都是可以采取一些手法去彌補(bǔ)去改進(jìn)的，比如用c++11的新特性來改進(jìn)。因此，便有了c++11改進(jìn)我們的模式這個(gè)系列。這次我要講的是如何使用c++11改進(jìn)命令模式。關(guān)于命令模式

　　命令模式的作用是將請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，將請(qǐng)求的發(fā)起者和執(zhí)行者解耦，支持對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)以及撤銷和重做。它的類圖如下:

　　由于將請(qǐng)求都封裝成一個(gè)個(gè)命令對(duì)象了，使得我們可以集中處理或者延遲處理這些命令請(qǐng)求，而且不同的客戶對(duì)象可以共享這些命令，還可以控制請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)、排隊(duì)、支持請(qǐng)求命令撤銷和重做等等。命令模式的這些好處是顯而易見的，但是，在實(shí)際使用過程中它的問題也暴露出來了。隨著請(qǐng)求的增多，請(qǐng)求的封裝類--命令類也會(huì)越來越多，尤其是GUI應(yīng)用中，請(qǐng)求是非常多的。越來越多的命令類會(huì)導(dǎo)致類爆炸，難以管理。關(guān)于類爆炸這個(gè)問題，GOF很早就意識(shí)到了，他們提出了一個(gè)解決方法：對(duì)于簡單的不能取消和不需要參數(shù)的命令，可以用一個(gè)命令類模板來參數(shù)化該命令的接收者，用接收者類型來參數(shù)化命令類，并維護(hù)一個(gè)接收者對(duì)象和一個(gè)動(dòng)作之間的綁定，而這一動(dòng)作是用指向同一個(gè)成員函數(shù)的指針存儲(chǔ)的。具體代碼是這樣的：
簡單命令類的定義：

構(gòu)造器存儲(chǔ)接收者和對(duì)應(yīng)實(shí)例變量中行為。Execute操作實(shí)施接收者的這個(gè)動(dòng)作。

為創(chuàng)建一個(gè)調(diào)用MyClass類的一個(gè)實(shí)例上的Action行為的Command對(duì)象，僅需要如下代碼：

　　通過一個(gè)泛型的簡單命令類來避免不斷創(chuàng)建新的命令類，是一個(gè)不錯(cuò)的辦法，但是，這個(gè)辦法不完美，即它只能是簡單的命令類，不能對(duì)復(fù)雜的，甚至所有的命令類泛化，這是它的缺陷，所以，它只是部分的解決了問題。我想我可以改進(jìn)這個(gè)辦法缺陷，完美的解決類爆炸的問題。在c++11之前我不知道有沒有人解決過這個(gè)問題，至少我沒看到過?，F(xiàn)在可以通過c++11來完美的解決這個(gè)問題了。

c++11改進(jìn)命令模式

　　要完美的解決命令模式類爆炸問題的關(guān)鍵是如何定義個(gè)通用的泛化的命令類，這個(gè)命令類可以泛化所有的命令，而不是GOF提到的簡單命令。我們?cè)倩剡^頭來看看GOF中那個(gè)簡單的命令類的定義，它只是泛化了沒有參數(shù)和返回值的命令類，命令類內(nèi)部引用了一個(gè)接收者和接收者的函數(shù)指針，如果接收者的行為函數(shù)指針有參數(shù)就不能通用了，所以我們要解決的關(guān)鍵問題是如何讓命令類能接受所有的成員函數(shù)指針或者函數(shù)對(duì)象。
　　有沒有一個(gè)能接受所有成員函數(shù)、普通函數(shù)和函數(shù)對(duì)象的類呢？有，在c++11中可以有，我上一篇博文中提到了一個(gè)萬能的函數(shù)包裝器，它可以接受所有的函數(shù)對(duì)象、fucntion和lamda表達(dá)式，它行不行呢？不行，因?yàn)樗€不夠完美，它還不能接受成員函數(shù)呢，所以它還不是真正的萬能的函數(shù)包裝器。我打算在它的基礎(chǔ)上再擴(kuò)展一下，讓它為一個(gè)真正的萬能的函數(shù)包裝器。

　　接受function、函數(shù)對(duì)象、lamda和普通函數(shù)的包裝器：

復(fù)制代碼代碼如下:

template< class F, class... Args, class = typename std::enable_if<!std::is_member_function_pointer<F>::value>::type>
void Wrap(F && f, Args && ... args)
{
return f(std::forward<Args>(args)...); 
}

接受成員函數(shù)的包裝器：

復(fù)制代碼代碼如下:

template<class R, class C, class... DArgs, class P, class... Args>
void Wrap(R(C::*f)(DArgs...), P && p, Args && ... args)
{
return (*p.*f)(std::forward<Args>(args)...); 
}

　　通過重載的Wrap讓它能接收成員函數(shù)。這樣一個(gè)真正意義上的萬能的函數(shù)包裝器就完成了。現(xiàn)在再來看，它是如何應(yīng)用到命令模式中，完美的解決類爆炸的問題。

　　一個(gè)通用的泛化的命令類：

復(fù)制代碼代碼如下:

template<typename R=void>
struct CommCommand
{
private:
std::function < R()> m_f;

public:
template< class F, class... Args, class = typename std::enable_if<!std::is_member_function_pointer<F>::value>::type>
void Wrap(F && f, Args && ... args)
{
m_f = [&]{return f(std::forward<Args>(args)...); };
}

template<class R, class C, class... DArgs, class P, class... Args>
void Wrap(R(C::*f)(DArgs...) const, P && p, Args && ... args)
{
m_f = [&, f]{return (*p.*f)(std::forward<Args>(args)...); };
}

// non-const member function
template<class R, class C, class... DArgs, class P, class... Args>
void Wrap(R(C::*f)(DArgs...), P && p, Args && ... args)
{
m_f = [&, f]{return (*p.*f)(std::forward<Args>(args)...); };
}

R Excecute()
{
return m_f();
}
};

測試代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

struct STA
{
int m_a;
int operator()(){ return m_a; }
int operator()(int n){ return m_a + n; }
int triple0(){ return m_a * 3; }
int triple(int a){ return m_a * 3 + a; }
int triple1() const { return m_a * 3; }
const int triple2(int a) const { return m_a * 3+a; }

void triple3(){ cout << "" <<endl; }
};

int add_one(int n)
{
return n + 1;
}

void TestWrap()
{

CommCommand<int> cmd;
// free function
cmd.Wrap(add_one, 0);

// lambda function
cmd.Wrap([](int n){return n + 1; }, 1);

// functor
cmd.Wrap(bloop);
cmd.Wrap(bloop, 4);

STA t = { 10 };
int x = 3;
// member function
cmd.Wrap(&STA::triple0, &t);
cmd.Wrap(&STA::triple, &t, x);
cmd.Wrap(&STA::triple, &t, 3);

cmd.Wrap(&STA::triple2, &t, 3);
auto r = cmd.Excecute();

CommCommand<> cmd1;
cmd1.Wrap(&Bloop::triple3, &t);
cmd1.Excecute();
}

我們?cè)谕ㄓ玫拿铑悆?nèi)部定義了一個(gè)萬能的函數(shù)包裝器，使得我們可以封裝所有的命令，增加新的請(qǐng)求都不需要重新定義命令了，完美的解決了命令類爆炸的問題。

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