.NET 設計模式實戰：命令模式完整解析與計算機撤銷/重做案例

模式簡介

命令模式將請求封裝為物件，使您能用不同請求參數化用戶端、將請求佇列化或記錄日誌、支援可撤銷操作。屬於行為型模式。

適用場景

需要支援撤銷或恢復操作時。

結構角色

• Command：抽象命令，宣告 Execute()
• ConcreteCommand：具體命令，綁定 Receiver，Execute() 呼叫 Receiver.Action()
• Receiver：接收者，知曉如何執行實際操作
• Invoker：調用者，持有命令並呼叫 Execute()

基礎實作

abstract class Command { protected Receiver receiver; public Command(Receiver r) { receiver = r; } public abstract void Execute(); }
class ConcreteCommand : Command {
    public ConcreteCommand(Receiver r) : base(r) { }
    public override void Execute() => receiver.Action();
}
class Receiver { public void Action() => Console.WriteLine("Called Receiver.Action()"); }
class Invoker { Command _cmd; public void SetCommand(Command c) => _cmd = c; public void ExecuteCommand() => _cmd.Execute(); }

// Client
static void Main() {
    var invoker = new Invoker();
    invoker.SetCommand(new ConcreteCommand(new Receiver()));
    invoker.ExecuteCommand();
}

實戰案例：支援 Undo/Redo 的計算機

場景：四則運算，支援撤銷與重做。

• Command：抽象類別，Execute()、UnExecute()
• CalculatorCommand：持有 Calculator、運算子、運算元，Execute() 呼叫 Calculator.Operation()，UnExecute() 呼叫反向運算子
• Calculator：接收者，Operation(op, val) 執行 + - * /
• User：調用者，維護命令清單 _commands 與游標 _current，Compute() 建立命令並執行，Undo()/Redo() 移動游標呼叫 UnExecute()/Execute()

// CalculatorCommand 關鍵
public override void Execute() => _calculator.Operation(_operator, _operand);
public override void UnExecute() => _calculator.Operation(Undo(_operator), _operand);
private char Undo(char op) => op switch { '+' => '-', '-' => '+', '*' => '/', '/' => '*', _ => throw new ArgumentException() };

// User 關鍵
public void Compute(char op, int val) {
    var cmd = new CalculatorCommand(_calculator, op, val);
    cmd.Execute(); _commands.Add(cmd); _current++;
}
public void Undo(int levels) { for (int i=0;i0) _commands[--_current].UnExecute(); }
public void Redo(int levels) { for (int i=0;i

總結

命令模式將操作物件化，原生支援撤銷/重做、巨集記錄、佇列執行，是編輯器、交易系統、GUI 框架的核心模式之一。