Python 用一等函数重新审视“命令”设计模式

引言

在软件开发中，设计模式是解决常见问题的有效方法。“命令”设计模式旨在解耦调用操作的对象（调用者）和提供实现的对象（接收者）。本文将深入探讨“命令”模式，并介绍如何使用一等函数对其进行简化。

“命令”模式概述

模式目的

“命令”模式的核心目标是将调用操作的对象与实现操作的对象分离。在传统的实现中，会在调用者和接收者之间引入一个 Command 对象，该对象实现了只有一个方法（execute）的接口，通过调用接收者的方法来执行所需操作。这样做的好处是，调用者无需了解接收者的接口，不同的接收者可以适配不同的 Command 子类。

示例场景

以菜单驱动的文本编辑器为例，在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》的示例中，调用者是图形应用程序中的菜单项，接收者是被编辑的文档或应用程序自身。像 PasteCommand 的接收者是 Document，OpenCommand 的接收者是应用程序。

UML 类图

图 6 - 2 展示了菜单驱动的文本编辑器使用“命令”设计模式的 UML 类图，其中 MacroCommand 可能保存一系列命令，其 execute() 方法会依次调用各个命令的相同方法。

用一等函数简化“命令”模式

函数替代 Command 实例

我们可以不向调用者提供 Command 实例，而是提供一个函数。此时，调用者直接调用 command() 即可，而无需调用 command.execute() 。

MacroCommand 的实现

MacroCommand 可以实现为定义了 call 方法的类，这样其实例就是可调用对象，各自维护着一个函数列表供以后调用。示例代码如下：

class MacroCommand: """一个执行一组命令的命令""" def __init__(self, commands): self.commands  = list(commands)  # 构建命令列表，确保参数可迭代并保存副本 def __call__(self): for command in self.commands:   # 调用实例时，依次执行命令 command() 

Python 提供的替代品

可调用实例

像示例中的 MacroCommand 这样的可调用实例，可以保存任何所需的状态，并且除了 call 方法之外，还可以提供其他方法。

闭包

可以使用闭包在调用之间保存函数的内部状态。

与“策略”模式的相似性

从更高的层面看，使用一等函数重新审视“命令”模式的方式与“策略”模式类似，都是把实现单方法接口的类的实例替换成可调用对象。因为每个 Python 可调用对象都实现了单方法接口 call。

总结

虽然复杂的“命令”模式（如支持撤销操作）可能需要更多的实现，但使用一等函数可以为其提供简化的解决方案。通过函数替代 Command 实例以及利用 Python 的可调用实例和闭包特性，我们可以在一定程度上简化“命令”模式的实现，提高代码的灵活性和可维护性。