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。
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:
- 通过引入中间件(抽象接口)降低系统的耦合度。
- 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”。
- 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。
- 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。
- 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:
- 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。
- 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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。