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行为型_命令模式

原文:http://c.biancheng.net/view/1369.html

在软件开发系统中,常常出现“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。例如,想对行为进行“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方法的实现者解耦?”变得很重要,命令模式能很好地解决这个问题。

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),还有计算机键盘上的“功能键”等。

定义与特点

命令模式的主要优点如下。

  1. 降低系统的耦合度。命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
  2. 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,它满足“开闭原则”,对扩展比较灵活。
  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。

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。

结构与实现

可以将系统中的相关操作抽象成命令,使调用者与实现者相关分离,其结构如下。

模式的结构

命令模式包含以下主要角色。

  1. 抽象命令类(Command)角色:声明执行命令的接口,拥有执行命令的抽象方法 execute()。
  2. 具体命令角色(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. 实现者/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/请求者(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,它不直接访问接收者。

其结构图如图 1 所示。

https://gitee.com/lienhui68/picStore/raw/master/null/20200826032718.png

模式的实现

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package com.eh.eden.pattern;

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Command cmd = new ConcreteCommand();
        Invoker ir = new Invoker(cmd);
        System.out.println("客户访问调用者的call()方法...");
        ir.call();
    }
}

//调用者
class Invoker {
    private Command command;

    public Invoker(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void call() {
        System.out.println("调用者执行命令command...");
        command.execute();
    }
}

//抽象命令
interface Command {
    void execute();
}

//具体命令
class ConcreteCommand implements Command {
    private Receiver receiver;

    ConcreteCommand() {
        receiver = new Receiver();
    }

    public void execute() {
        receiver.action();
    }
}

//接收者
class Receiver {
    public void action() {
        System.out.println("接收者的action()方法被调用...");
    }
}
// 运行结果
客户访问调用者的call()方法...
调用者执行命令command...
接收者的action()方法被调用...

应用场景

  1. 当系统需要将请求调用者与请求接收者解耦时,命令模式使得调用者和接收者不直接交互。
  2. 当系统需要随机请求命令或经常增加或删除命令时,命令模式比较方便实现这些功能。
  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。

模式扩展

在软件开发中,有时将命令模式与前面学的组合模式联合使用,这就构成了宏命令模式,也叫组合命令模式。宏命令包含了一组命令,它充当了具体命令与调用者的双重角色,执行它时将递归调用它所包含的所有命令,其具体结构图如图 3 所示。

https://gitee.com/lienhui68/picStore/raw/master/null/20200826032928.png

程序代码如下

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package com.eh.eden.pattern;

import java.util.ArrayList;

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractCommand cmd1 = new ConcreteCommand1();
        AbstractCommand cmd2 = new ConcreteCommand2();
        CompositeInvoker ir = new CompositeInvoker();
        ir.add(cmd1);
        ir.add(cmd2);
        System.out.println("客户访问调用者的execute()方法...");
        ir.execute();
    }
}

//抽象命令
interface AbstractCommand {
    void execute();
}

//树叶构件: 具体命令1
class ConcreteCommand1 implements AbstractCommand {
    private CompositeReceiver receiver;

    ConcreteCommand1() {
        receiver = new CompositeReceiver();
    }

    public void execute() {
        receiver.action1();
    }
}

//树叶构件: 具体命令2
class ConcreteCommand2 implements AbstractCommand {
    private CompositeReceiver receiver;

    ConcreteCommand2() {
        receiver = new CompositeReceiver();
    }

    public void execute() {
        receiver.action2();
    }
}

//树枝构件: 调用者
class CompositeInvoker implements AbstractCommand {
    private ArrayList<AbstractCommand> children = new ArrayList<AbstractCommand>();

    public void add(AbstractCommand c) {
        children.add(c);
    }

    public void remove(AbstractCommand c) {
        children.remove(c);
    }

    public AbstractCommand getChild(int i) {
        return children.get(i);
    }

    public void execute() {
        for (Object obj : children) {
            ((AbstractCommand) obj).execute();
        }
    }
}

//接收者
class CompositeReceiver {
    public void action1() {
        System.out.println("接收者的action1()方法被调用...");
    }

    public void action2() {
        System.out.println("接收者的action2()方法被调用...");
    }
}
// 运行结果
客户访问调用者的execute()方法...
接收者的action1()方法被调用...
接收者的action2()方法被调用...

当然,命令模式还可以同备忘录(Memento)模式组合使用,这样就变成了可撤销的命令模式,这将在后面介绍。