设计模式——命令模式

设计模式——命令模式
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软件开发中,通常会存在 “方法的请求者” 与 “方法的实现者” 之间存在紧密的耦合关系。这不利于软件功能的扩展与维护。特别是针对行为进行(撤销、重做、记录)一系列操作时很不方便,因此 “如何将方法的请求者与方法的实现者解耦”,是命令模式的主要任务和功能。在现实生活中,这样的例子也很多,例如,电视机遥控器(命令发送者)通过按钮(具体命令)来遥控电视机(命令接收者)

一、命令模式的基本介绍


1)、命令模式(Command Pattern):是一种数据驱动的设计模式,它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中,并传递给对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令。
2)、命令模式使得请求发送者与请求接受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。
3)、在命令模式中,会将一个请求封装为一个对象,以便使用不同的参数(执行者)来表示不同的请求。同时命令模式也支持撤销的操作。
4)、增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加和删除命令不会影响其他类,它满足 “开闭原则” ,即扩展灵活。
5)、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。
6)、方便实现 Undo 和 Redo 操作(适合命令模式)。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。
7)、其缺点是:可能产生大量具体命令类。因为对每一个具体操作都需要设计一个具体命令类,这将增加系统的复杂性。

二、命令模式结构类图


 命令模式包含以下主要角色:
【1】、接口命令(Command)角色:声明执行命令的接口,拥有执行命令的抽象方法。
【2】、具体命令(Concrete Command)角色:是抽象命令类的具体实现类,它拥有接收者对象,并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
【3】、接收者(Receiver)角色:执行命令功能的相关操作,是具体命令对象业务的真正实现者。
【4】、调用者(Invoker)角色:是请求的发送者,它通常拥有很多的命令对象,并通过访问命令对象来执行相关请求,不直接访问接收者。

三、命令模式案例分析


我们通过写一个空调遥控器按钮的案例来体会命令模式的特点:

【1】接口命令角色:Command,其包含两个主要方法(execute() 与 undo())

public interface Command {
    //命令的执行方法
    public void execute();
    //撤销操作
    public void undo();
}

【2】 具体命令实现类:写一个制热的命令类,实现命令接口,并组合接受者角色,调用目标方法。类似的类还有制冷等等。

//制热命令
public class HeadCommand implements Command{
    //组合空调具体执行类
    private AirCondition airCondition;
    //构造器
    public HeadCommand(AirCondition airCondition) {
        super();
        this.airCondition = airCondition;
    }

    @Override
    public void execute() {
        //调用空调的制热方法
        airCondition.Head();
    }

    @Override
    public void undo() {
        //返回上一次操作
        airCondition.refrigeration();
    }

}

【3】接收者角色:空调类(AirCondition )

//空调类
public class AirCondition {
    //制热
    public void Head() {
        System.out.println("空调制热.......");
    }
    //制冷
    public void  refrigeration() {
        System.out.println("空调开始制冷......");
    }
}

【4】调用者角色:遥控器类 (RemoteController )

//调用者( 遥控器 ),也是命令模式的精华
public class RemoteController {
    //添加命令按钮
    Command[] commands;
    //撤销按钮
    Command undo;
    //构造器
    public RemoteController() {
        //初始化按钮
        commands = new Command[5];
        for(int i=0;i<5;i++) {
            commands[i] = new NoCommand();
        }
    }

    //给遥控器添加按钮
    public void setCommand(int n , Command command) {
        commands[n]=command;
    }

    //调用制热按钮
    public void headCommonButton(int n) {
        commands[n].execute();
    }

    //撤回
    public void undoButton() {
        undo.undo();
    }

}

【5】客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建空调实例
        AirCondition airCondition = new AirCondition();
        //调用命令类
        RemoteController remoteController = new RemoteController();
        //将命令添加至遥控按钮中
        HeadCommand headCommand = new HeadCommand(airCondition);
        remoteController.setCommand(0,headCommand);
        //调用制热功能
        remoteController.headCommonButton(0);
    }
}

注意】命令模式的好处:当增加新产品时,只需要创建新产品类即可。无需修改命令类,符合开闭原则。例如我们增加一个冰箱的制热功能。只需要添加冰箱实体类和制热命令类,同时在客户端将其添加至命令类中即可,无需修改命令类。

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