设计模式笔记 - 命令模式（Command Pattern）

设计模式

模式定义

命令模式（Command Pattern）将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，又称事务（Transaction）模式。

模式结构

命令模式包含如下角色：

  • Command：抽象命令类
  • ConcreteCommand：具体命令类
  • Invoker：调用者
  • Receiver：接受者
  • Client：客户类

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模式实例

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/*
 * 此例为电视机遥控器。其中电视机是请求的接受者，遥控器是请求的发送者，遥
 * 控器上有一些按钮，不同的按钮对应电视机的不同的操作。抽象命令角色有一个
 * 命令接口来扮演，有三个具体的命令类实现了该抽象命令接口：打开电视机、关
 * 闭电视机、切换频道。
 */
// Command - 抽象命令类
public interface Command {
  	public void execute();
}

// ConcreteCommand - 具体命令类 - 篇幅问题只实现前两个
// 打开电视机
public class TVOpenCommand implements Command {
  	private Televition tv;
  
  	public TVOpenCommand(Televition tv) {
  		this.tv = tv;
  	}
  
 	public void execute () {
		this.tv.open();    	
  	}
}

// 关闭电视机
public class TVCloseCommand implements Command {
  	private Televition tv;
  
  	public TVCloseCommand(Televition tv) {
      	this.tv = tv;
  	}
  
  	public void execute() {
      	this.tv.close();
  	}
}

// 空命令 - 利用空命令取代null确保运行时的安全
public class NoCommand implements Command {
  	public void execute() {
      	System.out.println("No command here");
  	}
}

// Invoker - 调用者
public class Controller {
  	private Command[] commands;
  	private static final int length = 7;
  
  	public Controller() {
      	commands = new Command[length];
      	for (int i = 0; i < length; i++) {
          	commands[i] = new NoCommand();
      	}
  	}
  
  	public setCommand(int index, Command command) {
      	commands[index] = command;
  	}
  
  	public void pushButton(int index) {
      	commands[index].execute();
  	}
}

// Receiver - 接受者
public class Television {
  	public Television() {
      	;
  	}
  
  	public void on() {
      	System.out.println("Television is on now!");
  	}
  
  	public void off() {
      	System.out.println("Television is off now!");
  	}
}

// Client - 客户类
public class Client {
  	public static void main(String[] args) {
      	Television tv = new Television();
      	TVOpenCommand tvOpen = new TVOpenCommand(tv);
      	TVCloseCommand tvClose = new TVOCloseCommand(tv);
      
      	Controller controller = new Controller();
      	controller.setCommand(0, tvOpen);
      	controller.setCommand(1, tvClose);
      
      	controller.pushButton(0);
      	controller.pushButton(1);
  	}
}

模式分析

命令模式的本质是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。请求的一方发出请求，要求执行一个操作；接受的一方收到请求，并执行操作。

  • 命令模式允许请求的一方和接受一方独立开来，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。
  • 命令模式将请求本身封装称为一个对象，使得该请求可以像其他对象一样被存储或传递。
  • 命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接受者相关联。

命令模式的优点：

  • 发送者与接受者分别负责命令的发送与处理，将彼此的责任分离，降低系统的耦合度，易于系统的扩展。
  • 较容易设计出命令队列和宏命令（组合若干条命令）
  • 较容易设计出撤销操作和恢复操作（利用栈存储已操作的命令）

命令模式的缺点：

  • 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对于每一个命令都需要设计一个具体命令类（开与关等..），在一定程度上难以管理和维护所有的命令。

参考资料：

[1] https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/behavioral_patterns/command.html