设计模式-命令模式(Command)-白红宇

设计模式-命令模式(Command)

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发布时间：2019-06-13

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命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。
GitHub地址： https://github.com/UniqueDong/zero-design-stu 中的 headfirst 包下代码。

概述

命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。

每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

　　命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化，从而具有以下的优点：

　　（1）命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。

　　（2）允许接收请求的一方决定是否要否决请求。

　　（3）能较容易地设计一个命令队列。

　　（4）可以容易地实现对请求的撤销和恢复。

　　（5）在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。

角色

客户端(Client)角色： 创建一个 ConcreteCommand，并设置其接受者。

命令(Command)角色： 为所有的命令申明一个接口。调用命令对象的 execute 方法就可以让接受者执行相关的动作，同事接口还具备一个 undo() 撤回方法。

具体命令(ConcreteCommand)角色： 定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute()方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。调用者只需要调用 execute 方法就可以发出请求，然后由 ConcreteCommand 调用接受者的一个或者多个动作。

调用者(Invoker)角色： 调用者持有一个命令对象，提供一个触发方法调用命令对象的 execute 方法，将命令执行。

接收者(Receiver)角色： 负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

执行流程

客户端创建一个命令对象。

客户端在调用者对象上调用 setCommand 方法。

在未来合适的时间点，调用者调用命令对象的 execute 方法。

命令通过调用者委托到对应的接受者执行。完成任务。

场景模拟

一个全能遥控器 6个可编程插槽（每个可以指定一个不同的家电装置），用来控制家电（电视、空调、冰箱、音响）。每个插槽有对应的 [开] 和 [关] 按钮。同时还具备一个整体一键撤回按钮。撤回需求是这样的，比如电灯是关的，然后按下开启按钮电灯就开了。现在假如按下撤销按钮，那么上一个动作将会翻转。在这里，电灯将会关闭。

插槽连接对应的家电，开关是对应的指令。每个家电对应两个指令，分别是【开】和【关】按键。

许多家电都有 on() 和 off() 方法，除此之外还有一些 setVolumn()、setTV()、setTemperature() 方法。

我们总不能写 if slot1 == Light then light.on()。

代码实现

命令接受者角色

首先我们拥有很多家电。他们其实就是不同命令的接受者执行。

package com.zero.headfirst.command.receiver;public class Light {    public void on() {        System.out.println("打开电灯。");    }    public void off() {        System.out.println("关灯。");    }}

音响

package com.zero.headfirst.command.receiver;public class Stereo {    public void on() {        System.out.println("打开音响");    }    public void off() {        System.out.println("关闭音响");    }    public void setCD() {        System.out.println("放入CD");    }    public void setVolume() {        System.out.println("音响音量设置为20");    }}

命令角色

首先让所有的命令对象实现该接口，分别有命令执行与撤回

package com.zero.headfirst.command;/** * 命令(Command)角色 */public interface Command {    /**     * 命令执行     */    void execute();    /**     * 命令撤销     */    void undo();}

具体命令角色

定义开灯命令，实现 execute 。持有命令接受者灯的引用，从而当调用者调用 execute 将委托给对应的灯执行开灯操作。

package com.zero.headfirst.command.impl;import com.zero.headfirst.command.Command;import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;public class LightOnCommand implements Command {    /**     * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行开灯     */    private Light light;    @Override    public void execute() {        light.on();    }    @Override    public void undo() {        light.off();    }    /**     * 设置命令的接受者     * @param light     */    public void setLight(Light light) {        this.light = light;    }}

package com.zero.headfirst.command.impl;import com.zero.headfirst.command.Command;import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;public class LightOffCommand implements Command {    /**     * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行     */    private Light light;    @Override    public void execute() {        light.off();    }    @Override    public void undo() {        light.on();    }    public void setLight(Light light) {        this.light = light;    }}

定义打开音响命令

package com.zero.headfirst.command.impl;import com.zero.headfirst.command.Command;import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;/** * 音响开指令 */public class StereoOnCommand implements Command {    private Stereo stereo;    @Override    public void execute() {        stereo.on();        stereo.setCD();        stereo.setVolume();    }    @Override    public void undo() {        stereo.off();    }    public void setStereo(Stereo stereo) {        this.stereo = stereo;    }}

定义关闭音响命令

package com.zero.headfirst.command.impl;import com.zero.headfirst.command.Command;import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;public class StereoOffCommand implements Command {    private Stereo stereo;    public void setStereo(Stereo stereo) {        this.stereo = stereo;    }    @Override    public void execute() {        stereo.off();    }    @Override    public void undo() {        stereo.on();        stereo.setCD();        stereo.setVolume();    }}

剩下的打开电视机、关闭电视机、打开空调、关闭空调的就不一一写了。都是一样的模板套路。具体代码可以查阅 GitHub地址： https://github.com/UniqueDong/zero-design-stu 中的 headfirst 包下代码。

调用者角色

其实就是我们的遥控器。

package com.zero.headfirst.command;import com.zero.headfirst.command.impl.NoCommand;import java.util.Arrays;/** * 调用者：遥控器 */public class RemoteControl {    /**     * 一共4个家电插槽，每个插槽有 开与关命令。     */    private Command[] onCommands;    private Command[] offCommands;    //用来保存前一个命令，用来实现撤销功能    private Command undoCommand;    /**     * 通过构造器初始化开关数组     */    public RemoteControl() {        onCommands = new Command[4];        offCommands = new Command[4];        //初始化所有插槽为空指令        Command noCommand = new NoCommand();        for (int i = 0; i < 4; i++) {            onCommands[i] = noCommand;            offCommands[i] = noCommand;        }        //一开始没有所谓的前一个命令，所以默认无指令        undoCommand = noCommand;    }    /**     * 设置指定插槽对应的按钮指令     * @param slot 插槽位置     * @param onCommand 开指令     * @param offCaommand 关指令     */    public void setCommand(int slot,Command onCommand, Command offCaommand) {        onCommands[slot] = onCommand;        offCommands[slot] = offCaommand;    }    /**     * 模拟按下指定插槽对应的【开】按键     */    public void pressOnButton(int slot) {        onCommands[slot].execute();        //将当前指令记录下来，用于在撤销的时候能执行命令对应的 undo 方法从而实现撤销功能        undoCommand = onCommands[slot];    }    /**     * 模拟按下指定插槽对应的【关】按键     */    public void pressOffButton(int slot) {        offCommands[slot].execute();        undoCommand = offCommands[slot];    }    /**     * 撤销功能     */    public void pressUndoButton() {        undoCommand.undo();    }    @Override    public String toString() {        return "RemoteControl{" +                "onCommands=" + Arrays.toString(onCommands) +                ", offCommands=" + Arrays.toString(offCommands) +                '}';    }}

客户端角色

获取遥控器，并且拿到灯、空调等命令接受者。分别创建对应的【开】，【关】指令。

链接到对应的插槽。当按下按钮的时候触发指定的指令。

package com.zero.headfirst.command;import com.zero.headfirst.command.impl.*;import com.zero.headfirst.command.receiver.AirConditioning;import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;import com.zero.headfirst.command.receiver.TV;/** * 客户端角色 */public class CommandClient {    public static void main(String[] args) {        //创建一个遥控器-调用者角色        RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();        //1. 创建电灯-接受者角色        Light light = new Light();        //创建开灯、关灯命令-命令具体角色        LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand();        lightOnCommand.setLight(light);        LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand();        lightOffCommand.setLight(light);        //调用者设置电灯插槽以及对应的开关按键指令-调用者角色        remoteControl.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);        // 2. 设置音响插槽与对应按键指令        Stereo stereo = new Stereo();        StereoOnCommand stereoOnCommand = new StereoOnCommand();        stereoOnCommand.setStereo(stereo);        StereoOffCommand stereoOffCommand = new StereoOffCommand();        stereoOffCommand.setStereo(stereo);        remoteControl.setCommand(1, stereoOnCommand, stereoOffCommand);        //3. 空调        AirConditioning airConditioning = new AirConditioning();        AirConditioningOnCommand airConditioningOnCommand = new AirConditioningOnCommand();        airConditioningOnCommand.setAirConditioning(airConditioning);        AirConditioningOffCommand airConditioningOffCommand = new AirConditioningOffCommand();        airConditioningOffCommand.setAirConditioning(airConditioning);        remoteControl.setCommand(2, airConditioningOnCommand, airConditioningOffCommand);        //4. 电视        TV tv = new TV();        TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand();        tvOnCommand.setTv(tv);        TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand();        tvOffCommand.setTv(tv);        remoteControl.setCommand(3, tvOnCommand, tvOffCommand);        //模拟按键        System.out.println("-------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视----");        remoteControl.pressOnButton(0);        remoteControl.pressOnButton(1);        remoteControl.pressOnButton(2);        remoteControl.pressOnButton(3);        System.out.println("------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调--------");        remoteControl.pressOffButton(0);        remoteControl.pressOffButton(1);        remoteControl.pressOffButton(3);        System.out.println("----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销----");        remoteControl.pressOnButton(0);        remoteControl.pressOffButton(0);        //一键撤销        remoteControl.pressUndoButton();    }}

测试结果

-------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视----打开电灯。打开音响放入CD音响音量设置为20打开空调空调温度设置28°打开电视设置频道为宇宙电视台电视音量设置为20------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调--------关灯。关闭音响关闭电视----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销----打开电灯。关灯。打开电灯。