JavaScript 命令模式实战：打造可撤销的操作命令

一. 前言

在前端开发中，命令模式（Command Pattern）作为一种行为型设计模式，可以帮助我们将请求封装成一个对象，从而实现调用对象和执行对象之间的解耦，方便扩展和修改。

本文将和大家分享 JavaScript 中的命令模式，包括命令模式的定义、核心角色，以及在 JavaScript 中如何实现命令模式。

二. 什么是命令模式

1. 定义

命令模式是一种行为型设计模式，它可以将请求封装成一个对象，从而使调用操作的对象和执行操作的对象解耦。命令模式的核心思想是将请求封装成一个对象，从而使命令的发起者和执行者分离。

2. 核心角色

在命令模式中，通常包括以下几个核心角色：

命令接口（Command）：定义了执行命令的方法，通常包括一个 execute 方法。
具体命令（Concrete Command）：实现了命令接口，负责具体的命令执行。
调用者（Invoker）：负责调用命令对象执行请求的对象。
接收者（Receiver）：执行命令的请求操作。

命令模式通过将请求封装成一个对象，实现了命令的发起者和执行者的解耦，同时也支持命令的排队、记录、撤销等操作。

3. UML

三. 实现方式

在 JavaScript 中，可以通过对象和函数的组合来实现命令模式。以下是一种简单的实现方式：

1. 定义命令接口

首先，定义一个命令接口，通常包括一个 execute 方法，用于执行命令。

// Command 接口
class Command {
  execute() {
    // 空方法，具体命令会实现自己的 execute 方法
  }
}

2. 定义具体命令

接下来，定义具体的命令，实现 Command 接口，并在 execute 方法中实现具体的命令逻辑。

// 具体命令
class ConcreteCommand extends Command {
  constructor(receiver) {
    super();
    this.receiver = receiver;
  }

  execute() {
    this.receiver.action();
  }
}

3. 定义接收者

接收者负责执行实际的命令操作。

// 接收者
class Receiver {
  action() {
    console.log("接收者执行命令");
  }
}

4. 定义调用者

调用者负责调用具体的命令对象，并执行命令。

// 调用者
class Invoker {
  constructor(command) {
    this.command = command;
  }

  executeCommand() {
    this.command.execute();
  }
}

5. 使用命令模式

最后，可以创建具体的命令对象、接收者对象和调用者对象，并使用命令模式来执行命令。

// 创建接收者对象
const receiver = new Receiver();

// 创建具体命令对象并传入接收者
const concreteCommand = new ConcreteCommand(receiver);

// 创建调用者并传入具体命令对象
const invoker = new Invoker(concreteCommand);

// 调用者执行命令
invoker.executeCommand(); // 输出：接收者执行命令

通过上述方式，我们实现了一个简单的命令模式示例。通过这种方式，可以实现命令的封装、调用者和接收者的解耦，以及支持命令的撤销和重做等操作。在实际应用中，我们还可以根据具体业务场景来设计和扩展命令模式，以提高代码的灵活性。

四. 简单的播放器应用

下面是一个我在实际项目中使用命令模式的应用场景实例分析：

我们有一个简单的播放器应用，用户可以通过界面上的按钮来控制音乐的播放、暂停、上一首、下一首等操作。因此我选择使用命令模式来实现这个播放器应用，具体步骤如下：

1. 创建命令对象

class PlayCommand {
  constructor(player) {
    this.player = player;
  }

  execute() {
    this.player.play();
  }
}

class PauseCommand {
  constructor(player) {
   .player = player;
  }

  execute() {
    this.player.pause();
  }
}

// 其他命令对象类似实现...

2. 创建接收者对象（播放器对象）

class Player {
  play() {
    console.log("播放音乐");
  }

  pause() {
    console.log("暂停音乐");
  }

  // 其他控制音乐的方法...
}

3. 创建调用者对象（按钮对象）

class Button {
  constructor(command) {
    this.command = command;
  }

  onClick() {
    this.command.execute();
  }
}

// 创建按钮和命令对象的对应关系
const player = new Player();
const playCommand = new PlayCommand(player);
const pauseCommand = new PauseCommand(player);

const playButton = new Button(playCommand);
const pauseButton = new Button(pauseCommand);

// 用户点击按钮时触发对应的命令
playButton.onClick(); // 输出：播放音乐
pauseButton.onClick(); // 输出：暂停音乐

在上面的示例中，通过使用命令模式，我们实现了按钮与播放器之间的解耦，按钮只需要知道对应的命令对象，而不需要知道具体执行的逻辑。这样可以方便地扩展新的命令，并且可以更好地管理用户操作。

五. Canvas 绘图命令实现绘图与撤销

命令模式在前端开发中还有许多其他的应用场景，特别是在撤销操作等方面，通过把命令封装成对象，可以把不同的命令管理起来，带来更加灵活和可控的操作方式。

在 Web 绘图中，Canvas 是我们经常打交道的，Canvas 拥有非常多的 API，因此我们在使用中遗忘是不可避免的，所以使用命令模式可以将不同的绘制图形 API 封装成不同的命令对象，可以实现和具体操作之间的解耦。

Canvas绘图.gif

接下来我们来具体分析一下如何使用命令模式实现 Canvas 绘图与撤销的功能时，可以按照以下步骤进行：

1. 定义命令接口

首先定义一个命令接口，包括执行命令(execute)和撤销命令(undo)两个方法。

class Command {
  execute() {}
  undo() {}
}

2. 编写具体命令类

编写继承自命令接口的具体命令类，例如绘制矩形命令。

class DrawRectCommand extends Command {
  constructor(canvas) {
    super();
    this.canvas = canvas;
  }

  execute() {
    // 执行绘制矩形的操作
  }

  undo() {
    // 撤销绘制矩形的操作
  }
}

class DrawCircleCommand extends Command {
  constructor(canvas) {
    super();
    this.canvas = canvas;
  }

  execute() {
    // 执行绘制圆形的操作
  }

  undo() {
    // 撤销绘制圆形的操作
  }
}

3. 创建命令队列

创建一个命令队列，用于存储执行的命令，以便实现撤销操作。

class CommandQueue {
  constructor() {
    this.commands = [];
  }

  addCommand(command) {
    this.commands.push(command);
  }

  executeCommands() {
    this.commands.forEach((command) => command.execute());
  }

  undoCommands() {
    this.commands.reverse().forEach((command) => command.undo());
  }
}

4. 实例化绘图功能

在 Canvas 绘图应用中，实例化绘图命令以及命令队列，并根据用户操作执行或者撤销命令。

const canvas = document.getElementById("canvas");
const drawRectangleCommand = new DrawRectangleCommand(canvas);
const drawCircleCommand = new DrawCircleCommand(canvas);
const commandQueue = new CommandQueue();

// 用户执行绘图命令
commandQueue.addCommand(drawRectangleCommand);
commandQueue.executeCommands();

commandQueue.addCommand(drawCircleCommand);
commandQueue.executeCommands();

// 用户撤销操作
commandQueue.undoCommands();

通过以上步骤，可以利用命令模式来实现 Canvas 绘图与撤销的功能。当用户执行绘图操作时，将对应的命令存储在命令队列中，用户可以随时撤销之前的操作，实现了绘图与撤销的功能。同时你也可以根据业务需求继续完善更加复杂的绘图操作等。

码上掘金演示效果如下：

jcode