设计模式之命令模式

简介: 设计模式之命令模式

介绍

在软件开发系统中,“方法的请求者”与“方法的实现者”之间经常存在紧密的耦合关系,这不利于软件功能的扩展与维护。例如,想对方法进行“撤销、重做、记录”等处理都很不方便,因此“如何将方法的请求者与实现者解耦?”变得很重要,命令模式就能很好地解决这个问题。


命令(Command)模式:将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通,这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。

案例

角色:

 1、命令(Command):为所有命令声明了一个接口。调用命令对象的 execute()方法,就可以让接收者进行相关的操作。这个接口也具备一个 undo() 方法。

 2、具体命令(ConcreteCommand):实现命令接口,定义了动作和接收者之间的绑定关系。调用者只要调用 execute() 就可以发出请求,然后由 ConcreteCommand 调用接收者的一个或多个动作。

 3、请求者(Invoker):持有一个命令对象,有一个行动方法,在某个时间点调用命令对象的 execute() 方法,将请求付诸实行。

 4、接收者(Receiver):接收者知道如何进行必要的动作,实现这个请求。任何类都可以当接收者。

 5、客户端(Client):创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者,包括把其他角色串连在一起。


6c60bcd8002545e2b992205685c6950a.png接收者

public class Light {
    public void on() {
        System.out.println("灯亮了...");
    }
    public void off() {
        System.out.println("灯暗了...");
    }
}

命令接口

public interface Command {
    /**
     * 执行命令
     */
    void execute();
    /**
     * 撤销命令
     */
    void undo();
}

具体开灯命令

public class LightOnCommand implements Command {
    private Light light;
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    @Override
    public void execute() {
        light.on();
    }
    @Override
    public void undo() {
        light.off();
    }
}

具体关灯命令

public class LightOffCommand implements Command {
    private Light light;
    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    @Override
    public void execute() {
        light.off();
    }
    @Override
    public void undo() {
        light.on();
    }
}

请求者

public class RemoteInvoker {
    /**
     * 开关命令数组,模拟有很多对开关数组
     */
    private Command[] onCommands;
    private Command[] offCommands;
    /**
     * 撤销(回退)命令
     */
    private Command undoCommand;
    public RemoteInvoker(int length) {
        // 有几组开关,就设置多少数组
        onCommands = new Command[length];
        offCommands = new Command[length];
        // 把每个命令初始化成空命令,避免空指针异常
        //这里是一个空实现的NoCommand类
        Command noCommand = new NoCommand();
        undoCommand = noCommand;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            onCommands[i] = noCommand;
            offCommands[i] = noCommand;
        }
    }
    public void setCommond(int slot, Command onCommand, Command offCommand) {
        onCommands[slot] = onCommand;
        offCommands[slot] = offCommand;
    }
    public void onButton(int slot) {
        onCommands[slot].execute();
        //为撤销(回退)按钮记录动作
        undoCommand = onCommands[slot];
    }
    public void offButton(int slot) {
        offCommands[slot].execute();
        //为撤销(回退)按钮记录动作
        undoCommand = offCommands[slot];
    }
    public void undoButton() {
        undoCommand.undo();
    }
}

客户端

public class RemoteClient {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建接收者
        Light light = new Light();
        // 2、创建命令对象
        LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(light);
        LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(light);
        // 3、创建一组开关并用命令对象装载它
        RemoteInvoker invoker = new RemoteInvoker(1);
        invoker.setCommond(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
        // 4、测试
        invoker.onButton(0);
        invoker.offButton(0);
        invoker.undoButton();
    }
}

优缺点及适用场景

优点:

  1. 通过引入中间件(抽象接口)降低系统的耦合度。
  2. 扩展性良好,增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类,且满足“开闭原则”。
  3. 可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合,将多个命令装配成一个组合命令,即宏命令。
  4. 方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合,实现命令的撤销与恢复。
  1. 可以在现有命令的基础上,增加额外功能。比如日志记录,结合装饰器模式会更加灵活。

缺点:

  1. 可能产生大量具体的命令类。因为每一个具体操作都需要设计一个具体命令类,这会增加系统的复杂性。
  1. 命令模式的结果其实就是接收方的执行结果,但是为了以命令的形式进行架构、解耦请求与实现,引入了额外类型结构(引入了请求方与抽象命令接口),增加了理解上的困难。不过这也是设计模式的通病,抽象必然会额外增加类的数量,代码抽离肯定比代码聚合更加难理解。

适用场景:

  1. 请求调用者需要与请求接收者解耦时,命令模式可以使调用者和接收者不直接交互。
  2. 系统随机请求命令或经常增加、删除命令时,命令模式可以方便地实现这些功能。
  3. 当系统需要执行一组操作时,命令模式可以定义宏命令来实现该功能。
  4. 当系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作时,可以将命令对象存储起来,采用备忘录模式来实现。
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