《JAVA与模式》之命令模式
在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述命令(Command)模式的:
命令模式属于对象的行为模式。命令模式又称为行动(Action)模式或交易(Transaction)模式。
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。
命令模式的结构
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。
下面以一个示意性的系统,说明命令模式的结构。
命令模式涉及到五个角色,它们分别是:
● 客户端(Client)角色:创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。
● 命令(Command)角色:声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。
● 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。
● 请求者(Invoker)角色:负责调用命令对象执行请求,相关的方法叫做行动方法。
● 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。
源代码
接收者角色类
public class Receiver { /** * 真正执行命令相应的操作 */ public void action(){ System.out.println("执行操作"); } }
抽象命令角色类
public interface Command { /** * 执行方法 */ void execute(); }
具体命令角色类
public class ConcreteCommand implements Command { //持有相应的接收者对象 private Receiver receiver = null; /** * 构造方法 */ public ConcreteCommand(Receiver receiver){ this.receiver = receiver; } @Override public void execute() { //通常会转调接收者对象的相应方法,让接收者来真正执行功能 receiver.action(); } }
请求者角色类
public class Invoker { /** * 持有命令对象 */ private Command command = null; /** * 构造方法 */ public Invoker(Command command){ this.command = command; } /** * 行动方法 */ public void action(){ command.execute(); } }
客户端角色类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建接收者 Receiver receiver = new Receiver(); //创建命令对象,设定它的接收者 Command command = new ConcreteCommand(receiver); //创建请求者,把命令对象设置进去 Invoker invoker = new Invoker(command); //执行方法 invoker.action(); } }
AudioPlayer系统
小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机,此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能,录音机的键盘便是请求 者(Invoker)角色;茱丽(Julia)是客户端角色,而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色,而PlayCommand、 StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止 (stop)功能是怎么具体执行的,这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。
录音机是典型的命令模式。录音机按键把客户端与录音机的操作细节分割开来。
源代码
接收者角色,由录音机类扮演
public class AudioPlayer { public void play(){ System.out.println("播放..."); } public void rewind(){ System.out.println("倒带..."); } public void stop(){ System.out.println("停止..."); } }
抽象命令角色类
public interface Command { /** * 执行方法 */ public void execute(); }
具体命令角色类
public class PlayCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } /** * 执行方法 */ @Override public void execute() { myAudio.play(); } }
public class RewindCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.rewind(); } }
public class StopCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.stop(); } }
请求者角色,由键盘类扮演
public class Keypad { private Command playCommand; private Command rewindCommand; private Command stopCommand; public void setPlayCommand(Command playCommand) { this.playCommand = playCommand; } public void setRewindCommand(Command rewindCommand) { this.rewindCommand = rewindCommand; } public void setStopCommand(Command stopCommand) { this.stopCommand = stopCommand; } /** * 执行播放方法 */ public void play(){ playCommand.execute(); } /** * 执行倒带方法 */ public void rewind(){ rewindCommand.execute(); } /** * 执行播放方法 */ public void stop(){ stopCommand.execute(); } }
客户端角色,由茱丽小女孩扮演
public class Julia { public static void main(String[]args){ //创建接收者对象 AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); //创建命令对象 Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer); Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer); Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer); //创建请求者对象 Keypad keypad = new Keypad(); keypad.setPlayCommand(playCommand); keypad.setRewindCommand(rewindCommand); keypad.setStopCommand(stopCommand); //测试 keypad.play(); keypad.rewind(); keypad.stop(); keypad.play(); keypad.stop(); } }
宏命令
所谓宏命令简单点说就是包含多个命令的命令,是一个命令的组合。
设想茱丽的录音机有一个记录功能,可以把一个一个的命令记录下来,再在任何需要的时候重新把这些记录下来的命令一次性执行,这就是所谓的宏命令 集功能。因此,茱丽的录音机系统现在有四个键,分别为播音、倒带、停止和宏命令功能。此时系统的设计与前面的设计相比有所增强,主要体现在Julia类现 在有了一个新方法,用以操作宏命令键。
源代码
系统需要一个代表宏命令的接口,以定义出具体宏命令所需要的接口。
public interface MacroCommand extends Command { /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以添加一个成员命令 */ public void add(Command cmd); /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以删除一个成员命令 */ public void remove(Command cmd); }
具体的宏命令MacroAudioCommand类负责把个别的命令合成宏命令。
public class MacroAudioCommand implements MacroCommand { private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>(); /** * 宏命令聚集管理方法 */ @Override public void add(Command cmd) { commandList.add(cmd); } /** * 宏命令聚集管理方法 */ @Override public void remove(Command cmd) { commandList.remove(cmd); } /** * 执行方法 */ @Override public void execute() { for(Command cmd : commandList){ cmd.execute(); } } }
客户端类Julia
public class Julia { public static void main(String[]args){ //创建接收者对象 AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); //创建命令对象 Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer); Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer); Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer); MacroCommand marco = new MacroAudioCommand(); marco.add(playCommand); marco.add(rewindCommand); marco.add(stopCommand); marco.execute(); } }
命令模式的优点
● 更松散的耦合
命令模式使得发起命令的对象——客户端,和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦,也就是说发起命令的对象完全不知道具体实现对象是谁,也不知道如何实现。
● 更动态的控制
命令模式把请求封装起来,可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作,从而使得系统更灵活。
● 很自然的复合命令
命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令,也就是宏命令,从而使系统操作更简单,功能更强大。
● 更好的扩展性
由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦,因此扩展新的命令就很容易,只需要实现新的命令对象,然后在装配的时候,把具体的实现对象设置到命令对象中,然后就可以使用这个命令对象,已有的实现完全不用变化。