设计模式读书笔记-----命令模式

在开发过程中，我可能会需要向某些对象发送一些请求，但是我们不知请求的具体接收者是谁，也不知道被请求的操作是那个，我们只知道在程序运行中指定具体的请求接收者即可。打个比方，电视遥控器，我们只需要知道按那个按钮能够打开电视、关闭电视和换台即可，并不需要知道是怎么开电视、关电视和换台的。对于这种情况，我们可以采用命令模式来进行设计。

一、基本定义

命令模式将请求封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式支持可撤销的操作。

命令模式可以对发送者额接受者完全解耦，发送者也接收者之间并没有直接的联系，发送者只需要知道如何发送请求，不需要关心请求是如何完成了。这就是命令模式，命令模式将方法调用给封装起来了。

二、模式结构



从上图可以看出命令模式包含如下几个角色：

Command: 抽象命令类

ConcreteCommand: 具体命令类

Invoker: 调用者

Receiver: 接收者

Client:客户类

命令模式的本质就在于将命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分开，是的发送者只需要知道如何发送命令即可，不需要命令是如何实现的，甚至命令执行是否成功都不需要理会。同时命令模式使得请求也变成了一个对象，它像其他对象一样可以被存储和传递。

三、模式实现

这里以电视机为例。电视剧是请求的接受者，遥控器是请求的发送者，遥控器上有一些按钮，不同的按钮对应着不同的操作。在这里遥控器需要执行三个命令：打开电视机、关闭电视机、换台。

UML图：



代码的实现

抽象命令类：Command.java

/**
* Command命令接口，为所有的命令声明一个接口。所有的命令都应该实现它
*/
public interface Command {
public void execute();
}

电视机类：Television.java

public class Television {
public void open(){
System.out.println("打开电视机......");
}

public void close(){
System.out.println("关闭电视机......");
}

public void changeChannel(){

System.out.println("切换电视频道......");
}
}

遥控器类：Controller.java

public class Controller {
private Command openTVCommand;
private Command closeTVCommand;
private Command changeChannelCommand;

public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
this.openTVCommand = openTvCommand;
this.closeTVCommand = closeTvCommand;
this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
}

/**
* 打开电视剧
*/
public void open(){
openTVCommand.execute();
}

/**
* 关闭电视机
*/
public void close(){
closeTVCommand.execute();
}

/**
* 换频道
*/
public void change(){

changeChannelCommand.execute();
}

}

遥控器的三个按钮

public class OpenTvCommand implements Command{
private Television tv;

public OpenTvCommand(){
tv = new Television();
}

public void execute() {
tv.open();
}

}

public class ChangeChannelCommand implements Command{
private Television tv;

public ChangeChannelCommand(){
tv = new Television();
}

public void execute() {
tv.changeChannel();
}

}

public class CloseTvCommand implements Command{
private Television tv;

public CloseTvCommand(){
tv = new Television();
}

public void execute() {
tv.close();
}

}

客户端：Client.java

public class Client {
public static void main(String a[])
{
Command openCommand,closeCommand,changeCommand;

openCommand = new OpenTvCommand();
closeCommand = new CloseTvCommand();
changeCommand = new ChangeChannelCommand();

Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);

control.open();           //打开电视机
control.change();         //换频道
control.close();          //关闭电视机
}

}

运行结果



四、模式优缺点

优点

1. 降低了系统耦合度

2. 新的命令可以很容易添加到系统中去。

缺点

使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。

五、模式使用场景

1.系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。

2.系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。

3.系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。

5.系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。

六、模式扩展


1. 撤销命令

在电视遥控器中，我们还有这样一个按钮，那就是返回。用于切换到上面一个频道中去。在命令模式中也支持撤销操作，在这里我们只需要记录上一个频道，然后将上一个频道传入即可。

在这里将Command进行一个简单的修改：将execute()改为execute(int I );i表示频道，用于进行频道切换。

/**
* Command命令接口，为所有的命令声明一个接口。所有的命令都应该实现它
*/
public interface Command {
/**
* 为了方便切换频道，这里使用参数i将频道传递
* @param i
*/
public void execute(int i);
}

然后在Controller中添加channelUndo()方法，用于进行频道返回。并且需要进行一些简单的修改。

public class Controller {
private Command openTVCommand;
private Command closeTVCommand;
private Command changeChannelCommand;

public int nowChannel = 0;       //当前频道
public int priorChannel;     //前一个频道，用于执行返回操作

public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
this.openTVCommand = openTvCommand;
this.closeTVCommand = closeTvCommand;
this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
}

/**
* 打开电视剧
*/
public void open(){
openTVCommand.execute(0);
}

/**
* 关闭电视机
*/
public void close(){
closeTVCommand.execute(0);
}

/**
* 换频道：只在当前频道递增
*/
public void change(){
priorChannel = nowChannel;            //换频道前记录当前频道
nowChannel++;       //频道+1
changeChannelCommand.execute(nowChannel);
}

/**
* 频道返回
*/
public void ChannelUndo(){
changeChannelCommand.execute(priorChannel);          //将以前的频道传入
//当前频道与前一个频道进行互换
int tempChannel;
tempChannel = priorChannel;
priorChannel = nowChannel;
nowChannel = tempChannel;
}
}

客户端

public class Client {
public static void main(String a[])
{
Command openCommand,closeCommand,changeCommand;

openCommand = new OpenTvCommand();
closeCommand = new CloseTvCommand();
changeCommand = new ChangeChannelCommand();

Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);

control.open();           //打开电视机
control.change();         //换频道
control.change();
control.ChannelUndo();
control.ChannelUndo();
control.ChannelUndo();
control.close();          //关闭电视机
}

}

运行结果。



七、总结


1. 命令模式的本质就是将命令对象进行封装打包，将发出命令的责任和执行命令的责任进行割开。

2. 命令模式中发送者只需要知道如何发送请求命令，无须关心命令执行具体过程。

3. 在发送者和接收者两者间是通过命令对象进行沟通的。请求命令本身就当做一个对象在两者间进行传递，它封装了接收者和一组动作。

4. 命令模式支持撤销。

5. 命令模式队列请求和日志请求。