设计模式之命令模式
定义
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,并传给调用对象。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。
释义
直接看这个定义也许会一时摸不着头脑。
📗看个例子:
将军要给士兵发送命令去做某件事情,你会怎么做这个代码,
你可能会在将军类里组合个士兵属性,直接调用士兵的方法,
仔细思考➖
最大的问题是将军和士兵紧耦合了,另外,这样将军的命令也许不是由士兵去执行,也可能是其他部门,比如文艺部,比如后勤部门等等。这样又该怎么做呢,你也许会想到 抽象出一接口,组合进将军类,需要时,再动态传入接口的实现类,恭喜你,!成功掌握了策略模式
这里还是存在一个问题,
你组合比如士兵接口,到时是传入后勤兵、还是作战兵,那都随便, 但也只能传兵
将军如果想给不属于兵的发号命令呢,这就办不了了。
仔细思考现在的情况,最大的问题是:将军始终和兵耦合在一起。策略模式解决代问题是:动态传入具体兵
而现在的问题是:将军只知道发号命令,不知道是这个命令该由谁去执行,这就好比把所有人放广场上,将军号一声,拿纸来,就有人拿纸;拿刀来,就有人把刀拿来;拿鸡肉来,就有人拿肉来。
这下已经较为明了,三个对象:将军、命令、(拿x来)、执行者(具体执行命令的人)
命令模式很好理解,举个例子,司令员下令让士兵去干件事情,从整个事情的角度来考虑,司令员的作用是,发出口令,口令经过传递,传到了士兵耳朵里,士兵去执行。这个过程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依赖其他人,只需要做好自己的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图:
类图
示例
我们总是面向接口编程,这里我们举个新例子,两相映照将军与士兵,我们这里就举
遥控器控制智能设备,比如电视、电灯等
首先当然是定义一个命令接口,结合前面我们说过的,由谁来执行这个命令,那是实现类的事。
//创建命令接口,接口都是较为抽象的
public interface Command {
//执行动作(操作)
public void execute();
//撤销动作(操作)
public void undo();
}
这是个关灯命令,
public class LightOffCommand implements Command {
// 聚合LightReceiver
LightReceiver light;
// 构造器
public LightOffCommand(LightReceiver light) {
super();
this.light = light;
}
@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
light.off();
}
@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
light.on();
}
}
这是个开灯命令
public class LightOnCommand implements Command {
//聚合LightReceiver
LightReceiver light;
//构造器
public LightOnCommand(LightReceiver light) {
super();
this.light = light;
}
@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
//调用接收者的方法
light.on();
}
@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
//调用接收者的方法
light.off();
}
}
由代码也看的到,具体执行命令的是LightReceiver
public class LightReceiver {
public void on() {
System.out.println(" 电灯打开了.. ");
}
public void off() {
System.out.println(" 电灯关闭了.. ");
}
}
我们再写个代码例子,遥控器还能开电视机,相当于将军发的命令,除了兵,实际执行的可能也是平民
public class TVReceiver {
public void on() {
System.out.println(" 电视机打开了.. ");
}
public void off() {
System.out.println(" 电视机关闭了.. ");
}
}
public class TVOnCommand implements Command {
// 聚合TVReceiver
TVReceiver tv;
// 构造器
public TVOnCommand(TVReceiver tv) {
super();
this.tv = tv;
}
@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
tv.on();
}
@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
tv.off();
}
}
public class TVOffCommand implements Command {
// 聚合TVReceiver
TVReceiver tv;
// 构造器
public TVOffCommand(TVReceiver tv) {
super();
this.tv = tv;
}
@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
tv.off();
}
@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者的方法
tv.on();
}
}
下面这段代码,显然是没有任何命令
/**
* 没有任何命令,即空执行: 用于初始化每个按钮, 当调用空命令时,对象什么都不做
* 其实,这样是一种设计模式, 可以省掉对空判断
* @author Administrator
*
*/
public class NoCommand implements Command {
@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
现在终于轮到我们的遥控器上场了
public class RemoteController {
// 开 按钮的命令数组
Command[] onCommands;
Command[] offCommands;
// 执行撤销的命令
Command undoCommand;
// 构造器,完成对按钮初始化
public RemoteController() {
onCommands = new Command[5];
offCommands = new Command[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
onCommands[i] = new NoCommand();
offCommands[i] = new NoCommand();
}
}
// 给我们的按钮设置你需要的命令
public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
onCommands[no] = onCommand;
offCommands[no] = offCommand;
}
// 按下开按钮
public void onButtonWasPushed(int no) { // no 0
// 找到你按下的开的按钮, 并调用对应方法
onCommands[no].execute();
// 记录这次的操作,用于撤销
undoCommand = onCommands[no];
}
// 按下开按钮
public void offButtonWasPushed(int no) { // no 0
// 找到你按下的关的按钮, 并调用对应方法
offCommands[no].execute();
// 记录这次的操作,用于撤销
undoCommand = offCommands[no];
}
// 按下撤销按钮
public void undoButtonWasPushed() {
undoCommand.undo();
}
}
测试类:
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//使用命令设计模式,完成通过遥控器,对电灯的操作
//创建电灯的对象(接受者)
LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
//创建电灯相关的开关命令
LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
//需要一个遥控器
RemoteController remoteController = new RemoteController();
//给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作
remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------");
remoteController.onButtonWasPushed(0);
System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------");
remoteController.offButtonWasPushed(0);
System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
remoteController.undoButtonWasPushed();
System.out.println("=========使用遥控器操作电视机==========");
TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();
TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);
TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);
//给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 1 是电视机的开和关的操作
remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);
System.out.println("--------按下电视机的开按钮-----------");
remoteController.onButtonWasPushed(1);
System.out.println("--------按下电视机的关按钮-----------");
remoteController.offButtonWasPushed(1);
System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
remoteController.undoButtonWasPushed();
}
}
❤️小结
意图:将一个请求封装成一个对象,从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。
主要解决:在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。
何时使用:在某些场合,比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理,这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下,如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦?将一组行为抽象为对象,可以实现二者之间的松耦合。
如何解决:通过调用者调用接受者执行命令,顺序:调用者→接受者→命令。
关键代码:定义三个角色:1、received 真正的命令执行对象 2、Command 3、invoker 使用命令对象的入口
应用实例:struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个,相当于 Invoker,而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类,相当于具体的 Command。
优点: 1、降低了系统耦合度。 2、新的命令可以很容易添加到系统中去。
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。
使用场景:认为是命令的地方都可以使用命令模式,比如: 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。
注意事项:系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作,也可以考虑使用命令模式,见命令模式的扩展。