【游戏编程模式】命令模式
命令是具现化的方法调用。
命令模式是一种回调的面向对象实现。
案例
在每个游戏中都有一块代码读取用户的输入——按钮按下，键盘敲击，鼠标点击，诸如此类。 这块代码会获取用户的输入，然后将其变为游戏中有意义的行为。
下面是一种简单的实现：
void InputHandler: handleInput()
{
if (isPressed(BUTTON_X)) Jump();
else if (isPressed(BUTTON_Y)) fireGun();
else if (isPressed(BUTTON_A)) swapWeapon();
else if (isPressed(BUTTON_B)) lurchIneffectively();
}
这段代码可以正常工作，但是许多游戏允许玩家配置按键的功能。
为了支持这点，需要将这些对jump()和fireGun()的直接调用转化为可以变换的东西。 “变换”听起来有点像变量干的事，因此我们需要表示游戏行为的对象。进入：命令模式。
我们定义了一个基类代表可触发的游戏行为：
class Command
{
public:
virtual ~Command() {}
virtual void execute() = 0;
};
然后我们为不同的游戏行为定义相应的子类：
class JumpCommand : public Command
{
public:
virtual void execute() { jump(); }
};
class FireCommand : public Command
{
public:
virtual void execute() { fireGun(); }
};
在代码的输入处理部分，为每个按键存储一个指向命令的指针：
class InputHandler
{
public:
void handleInput();
// 绑定命令的方法……
private:
Command* buttonX_;
Command* buttonY_;
Command* buttonA_;
Command* buttonB_;
};
现在输入处理部分这样处理：
void InputHandler::handleInput()
{
if (isPressed(BUTTON_X)) buttonX_->execute();
else if (isPressed(BUTTON_Y)) buttonY_->execute();
else if (isPressed(BUTTON_A)) buttonA_->execute();
else if (isPressed(BUTTON_B)) buttonB_->execute();
}
以前每个输入直接调用函数，现在会有一层间接寻址：
改进（角色和命令之间的解耦）
我们刚才定义的类可以在之前的例子上正常工作，但有很大的局限。 问题在于假设了顶层的jump(), fireGun()之类的函数可以找到玩家角色，然后像木偶一样操纵它。
这些假定的耦合限制了这些命令的用处。JumpCommand只能 让玩家的角色跳跃。让我们放松这个限制。 不让函数去找它们控制的角色，我们将函数控制的角色对象传进去：
class Command
{
public:
virtual ~Command() {}
virtual void execute(GameActor& actor) = 0;
};
这里的GameActor是代表游戏世界中角色的“游戏对象”类。 我们将其传给execute()，这样命令类的子类就可以调用所选游戏对象上的方法，就像这样：
class JumpCommand : public Command
{
public:
virtual void execute(GameActor& actor)
{
actor.jump();
}
};
现在，我们可以使用这个类让游戏中的任何角色跳来跳去了。 在输入控制部分和在对象上调用命令部分之间，我们还缺了一块代码。 第一，我们修改handleInput()，让它可以返回命令：
Command* InputHandler::handleInput()
{
if (isPressed(BUTTON_X)) return buttonX_;
if (isPressed(BUTTON_Y)) return buttonY_;
if (isPressed(BUTTON_A)) return buttonA_;
if (isPressed(BUTTON_B)) return buttonB_;
// 没有按下任何按键，就什么也不做
return NULL;
}
这里不能立即执行，因为还不知道哪个角色会传进来。 这里我们享受了命令是具体调用的好处——延迟到调用执行时再知道。
然后，需要一些接受命令的代码，作用在玩家角色上。像这样：
Command* command = inputHandler.handleInput();
if (command)
{
command->execute(actor);
}
将actor视为玩家角色的引用，它会正确地按着玩家的输入移动， 所以我们赋予了角色和前面例子中相同的行为。 通过在命令和角色间增加了一层重定向， 我们获得了一个灵巧的功能：我们可以让玩家控制游戏中的任何角色，只需向命令传入不同的角色。
在实践中，这个特性并不经常使用，但是经常会有类似的用例跳出来。 到目前为止，我们只考虑了玩家控制的角色，但是游戏中的其他角色呢？ 它们被游戏AI控制。我们可以在AI和角色之间使用相同的命令模式；AI代码只需生成Command对象。
在选择命令的AI和展现命令的游戏角色间解耦给了我们很大的灵活度。 我们可以对不同的角色使用不同的AI，或者为了不同的行为而混合AI。 想要一个更加有攻击性的对手？插入一个更加有攻击性的AI为其生成命令。 事实上，我们甚至可以为玩家角色加上AI， 在展示阶段，游戏需要自动演示时，这是很有用的。
撤销与重做
我们已经使用了命令来抽象输入控制，所以每个玩家的举动都已经被封装其中。 举个例子，移动一个单位的代码可能如下：
class MoveUnitCommand : public Command
{
public:
MoveUnitCommand(Unit* unit, int x, int y)
: unit_(unit),
x_(x),
y_(y)
{}
virtual void execute()
{
unit_->moveTo(x_, y_);
}
private:
Unit* unit_;
int x_, y_;
};
注意这和前面的命令有些许不同。 在前面的例子中，我们需要从修改的角色那里抽象命令。 在这个例子中，我们将命令绑定到要移动的单位上。 这条命令的实例不是通用的“移动某物”命令；而是游戏回合中特殊的一次移动。
这展现了命令模式应用时的一种情形。 就像之前的例子，指令在某些情形中是可重用的对象，代表了可执行的事件。 我们早期的输入控制器将其实现为一个命令对象，然后在按键按下时调用其execute()方法。
这里的命令更加特殊。它们代表了特定时间点能做的特定事件。 这意味着输入控制代码可以在玩家下决定时创造一个实例。就像这样：
Command* handleInput()
{
Unit* unit = getSelectedUnit();
if (isPressed(BUTTON_UP)) {
// 向上移动单位
int destY = unit->y() - 1;
return new MoveUnitCommand(unit, unit->x(), destY);
}
if (isPressed(BUTTON_DOWN)) {
// 向下移动单位
int destY = unit->y() + 1;
return new MoveUnitCommand(unit, unit->x(), destY);
}
// 其他的移动……
return NULL;
}
命令的一次性为我们很快地赢得了一个优点。 为了让指令可被取消，我们为每个类定义另一个需要实现的方法：
class Command
{
public:
virtual ~Command() {}
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0;
};
undo()方法回滚了execute()方法造成的游戏状态改变。 这里是添加了撤销功能后的移动命令：
class MoveUnitCommand : public Command
{
public:
MoveUnitCommand(Unit* unit, int x, int y)
: unit_(unit),
xBefore_(0),
yBefore_(0),
x_(x),
y_(y)
{}
virtual void execute()
{
// 保存移动之前的位置
// 这样之后可以复原。
xBefore_ = unit_->x();
yBefore_ = unit_->y();
unit_->moveTo(x_, y_);
}
virtual void undo()
{
unit_->moveTo(xBefore_, yBefore_);
}
private:
Unit* unit_;
int xBefore_, yBefore_;
int x_, y_;
};
注意我们为类添加了更多的状态。 当单位移动时，它忘记了它之前是什么样的。 如果我们想要撤销这个移动，我们需要记得单位之前的状态，也就是xBefore_和yBefore_的作用。
为了让玩家撤销移动，我们记录了执行的最后命令。当他们按下control+z时，我们调用命令的undo()方法。 （如果他们已经撤销了，那么就变成了“重做”，我们会再一次执行命令。）
支持多重的撤销也不太难。 我们不单单记录最后一条指令，还要记录指令列表，然后用一个引用指向“当前”的那个。 当玩家执行一条命令，我们将其添加到列表，然后将代表“当前”的指针指向它。
当玩家选择“撤销”，我们撤销现在的命令，将代表当前的指针往后退。 当他们选择“重做”，我们将代表当前的指针往前进，执行该指令。 如果在撤销后选择了新命令，那么清除命令列表中当前的指针所指命令之后的全部命令。
