Java设计模式——命令模式【Command Pattern】

小灰灰 2022-09-10 06:25 126阅读 0赞

## 一、引言 ##

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p4ZDE0MzU1MTM3NzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

命令模式基本介绍：

*  命令模式（Command Pattern）：在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计
 *  命名模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦
 *  在命名模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名)，同时命令模式也支持可撤销的操作
 *  通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令(连接将军和士兵)
 *  Invoker 是调用者（将军），Receiver 是被调用者（士兵），MyCommand 是命令，实现了 Command 接口，持有接收对象

## 二、命令模式 ##

### 1.命令模式原理类图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

对原理类图的说明：

*  Invoker 是调用者角色
 *  Command：是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类
 *  Receiver：接收者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
 *  ConcreteCommand：将一个接收者对象与一个动作绑定，调用接收者相应的操作，实现执行(execute)
 *  实现了Invoker和Receiver之间的解耦，这一操作通过ConcreteCommand来完成的。

> 在命令的实现类中，肯定要持有接收者对象

## 三、具体需求 ##

### 1.智能生活 ###

我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装 app 就可以控制对这些家电工作。这些智能家电来自不同的厂家，我们不想针对每一种家电都安装一个 App，分别控制，我们希望只要一个 app就可以控制全部智能家电。

要实现一个 app 控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给 app 调用，这时就可以考虑使用命令模式。

命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来。在例子中，动作的请求者是手机 app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品

### 2. 命令模式方案 ###

思路分析 - 类图 - 以对电灯的操作为例

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]

说明：

*  由于遥控器上有多个开/关按钮，所以RemoteController中做成了数组
 *  扩展性很好。比如要增加对电视的开和关，只需要增加TVReceiver，以及TVOnCommand和TVOffCommand，就可以使用了。RemoteController作为调用者，不需要做改变（它符合开闭原则），TV相关代码略

具体实现

//命令接口 Command.java
    public interface Command { 
    	//执行动作/操作
    	public void execute();
    	//撤销动作/操作
    	public void undo();
    }
    
    // LightReceiver.java
    public class LightReceiver { 
    	public void on() { 
    		System.out.println("电灯打开了.. ");
    	}
    	
    	public void off() { 
    		System.out.println("电灯关闭了... ");
    	}
    }
    
    // LightOnCommand.java
    public class LightOnCommand implements Command { 
    	//聚合LightReceiver
    	LightReceiver light;
    	
    	public LightOnCommand(LightReceiver light) { 
    		this.light = light;
    	}
    	
    	//execute()调用哪个方法是由业务逻辑来决定的：认为“执行”是什么含义，就调相关方法就行
    	@Override
    	public void execute() { 
    		//调用接收者的方法
    		light.on();
    	}
        
    	@Override
    	public void undo() { 
    		light.off();
    	}
    }
    
    // LightOffCommand.java
    public class LightOffCommand implements Command { 
    
    	//聚合LightReceiver
    	LightReceiver light;
    	
    	public LightOffCommand(LightReceiver light) { 
    		this.light = light;
    	}
    	
    	@Override
    	public void execute() { 
    		light.off();
    	}
    	@Override
    	public void undo() { 
    		light.on();
    	}
    }
    
    // NoCommand.java
    //没有任何命令，即空执行：用于初始化每个按钮，当调用空命令时，对象什么都不做即可
    //其实，这也是一种设计模式，可以省掉对空的判断
    public class NoCommand implements Command { 
    	@Override
    	public void execute() { 
    	}
    	@Override
    	public void undo() { 
    	}
    }
    
    // RemoteController.java
    public class RemoteController { 
    	//“开”按钮的命令数组
    	Command[] onCommands;
    	//“关”按钮的命令数组
    	Command[] offCommands;
    	
    	//执行撤销的命令:撤销最近一次的操作
    	Command undoCommand;
    	
    	//构造器：完成对按钮的初始化
    	public RemoteController() { 
    		onCommands = new Command[5];
    		offCommands = new Command[5];
    		
    		for(int i = 0; i < 5; i++) { 
    			onCommands[i] = new NoCommand();
    			offCommands[i] = new NoCommand();
    		}
    		undoCommand = new NoCommand();
    	}
    	
    	//给按钮设置需要的命令
    	//no代表第几组开关命令(即：第几行的)；一开一关为一组
    	public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) { 
    		onCommands[no] = onCommand;
    		offCommands[no] = offCommand;		
    	}
    	
    	//按下“开”按钮后如何处理
    	public void onButtonWasPushed(int no) { 
    		//找到按下的“开”按钮，并调用相应的方法
    		onCommands[no].execute();
    		//记录这次的操作，用于撤销
    		undoCommand = onCommands[no];
    	}
    	
    	//按下“关”按钮的处理
    	public void offButtonWasPushed(int no) { 
    		offCommands[no].execute();
    		undoCommand = offCommands[no];
    	}
    	
    	//按下“撤销”按钮的处理
    	public void undoButtonWasPushed() { 
    		undoCommand.undo();
    	}
    }
    
    // Client.java
    public class Client { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		//使用命令设计模式 完成 通过遥控器对电灯的操作
    		//创建电灯的对象（接收者）
    		LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
    		
    		//创建电灯相关的开关命令
    		LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
    		LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
    		
    		//需要一个遥控器
    		RemoteController remoteController = new RemoteController();
    		
    		//给遥控器设置相关命令：比如，no=0对应的是电灯的开和关
    		remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
    		
    		System.out.println("=======按下电灯开的按钮=======");
    		remoteController.onButtonWasPushed(0);
    		System.out.println("=======按下电灯关的按钮=======");
    		remoteController.offButtonWasPushed(0);
    		System.out.println("========按下撤销的按钮========");
    		remoteController.undoButtonWasPushed();
    	}
    }

## 四、注意事项和细节 ##

*  核心思想：将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的 execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。
 *  使用命令模式容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到队列中，就可以多线程地执行命令
 *  命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在在使用的时候要注意
 *  空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦。

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