设计模式（七）：命令模式
一、概述
命令模式将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。
二、解决问题
假设我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装app就可以控制对这些家电工作。那么问题来了，这些智能家电来自不同的厂家，我们是不是要对每个厂家的家电都安装一个app呢？毫无疑问，我们肯定不想安装那么多的app，我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电。要实现一个app控制所有智能家电的需要，每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给app调用，这个时候命令模式就可以发挥作用了。命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来，在我们的例子中，动作的请求者是手机app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。
三、结构类图
四、成员角色
客户端（Client）：创建具体命令对象，并设置命令对象的接收者。
调用者（Invoke）：持有命令对象的引用，在某个时间点执行命令对象的方法。
命令接口（Command）：定义命令对象的共有的方法，具体命令对象必须实现这些方法。
具体命令对象（ConcreteCommand）：实现命令接口的方法，操纵接收者的执行相关动作。
接收者（Receiver）：请求的执行者，其方法被具体命令对象调用。
五、应用实例
好了，让我们来简化一下手机app，假如它的界面如下所示，我们可以设置每一行按键对应的电器，我们设置第一行按键为电灯的开关，第二行按键为电视开关。下面就实现这个app的功能。
第一步，创建电灯和电视对象，就是接收者
package command.pattern;
//灯对象
public class LightObj {
public void on(){
System.out.println("灯打开了");
}
public void off(){
System.out.println("灯关闭了");
}
}
package command.pattern;
//电视对象
public class TVObj {
public void on(){
System.out.println("电视打开了");
}
public void off(){
System.out.println("电视关闭了");
}
}
第二步，创建命令接口和空命令
package command.pattern;
//定义命令接口
public interface Command {
//执行动作
public void execute();
//撤销动作
public void undo();
}
package command.pattern;
//没有任何命令，用于初始化每个按键，当调用空命令时，对象什么事情都不做，
//有些时候这也是一种设计模式，因为它为我们省去判空的操作
public class NoCommand implements Command{
public void execute() {
}
public void undo() {
}
}
第三步、创建电灯开关命令
package command.pattern;
//打开电灯命令
public class LightOnCommand implements Command{
LightObj light;
public LightOnCommand(LightObj light) {
super();
//设置接收者
this.light = light;
}
//执行请求
public void execute() {
//调用接收者的方法
light.on();
}
//撤销请求
public void undo() {
light.off();
}
}
package command.pattern;
//电灯的关闭命令
public class LightOffCommand implements Command{
LightObj light;
public LightOffCommand(LightObj light) {
super();
//设置接收者
this.light = light;
}
//执行请求
public void execute() {
light.off();
}
//撤销请求
public void undo() {
light.on();
}
}
第四步、创建电视开关命令
package command.pattern;
//打开电视命令
public class TVOnCommand implements Command{
TVObj tv;
public TVOnCommand(TVObj tv){
this.tv = tv;
}
//执行请求
public void execute() {
tv.on();
}
//撤销请求
public void undo() {
tv.off();
}
}
package command.pattern;
//关闭电视命令
public class TVOffCommand implements Command{
TVObj tv;
public TVOffCommand(TVObj tv){
this.tv = tv;
}
//执行请求
public void execute() {
tv.off();
}
//撤销请求
public void undo() {
tv.on();
}
}
第五步、创建调用者
package command.pattern;
//调用者
public class RemoteControl {
//开按钮命令数组
Command[] onCommands;
//关按钮命令数组
Command[] offCommands;
//撤销执行的命令
Command undoCommand;
public RemoteControl(){
onCommands = new Command[5];
offCommands = new Command[5];
for(int i = 0;i < 5;i++){
onCommands[i] = new NoCommand();
offCommands[i] = new NoCommand();
}
}
public void setCommand(int slot,Command onCommand,Command offCommand){
onCommands[slot] = onCommand;
offCommands[slot] = offCommand;
}
//按下开按钮
public void onButtonWasPushed(int slot){
onCommands[slot].execute();
//保存最后一次操作，用于撤销操作
undoCommand = onCommands[slot];
}
//按下关按钮
public void offButtonWasPushed(int slot){
offCommands[slot].execute();
//保存最后一次操作，用于撤销操作
undoCommand = offCommands[slot];
}
public void undoButtonWasPushed(){
undoCommand.undo();
}
}
第六步、测试手机app
package command.pattern;
public class RemoteControlTest {
public static void main(String[] args){
//创建电灯对象
LightObj light = new LightObj();
//创建电视对象
TVObj tv = new TVObj();
//创建电灯和电视的开关命令
Command lingOnCommand = new LightOnCommand(light);
Command lingOffCommand = new LightOffCommand(light);
Command tvOnCommand = new TVOnCommand(tv);
Command tvOffCommand = new TVOffCommand(tv);
RemoteControl remote = new RemoteControl();
//把第一行的按钮设置为电灯的开关
remote.setCommand(0, lingOnCommand, lingOffCommand);
System.out.println("-----按下灯的开按钮-----");
remote.onButtonWasPushed(0);
System.out.println("-----按下灯的关按钮-----");
remote.offButtonWasPushed(0);
System.out.println("-----按下撤销键-----");
remote.undoButtonWasPushed();
//把第二行的按钮设置为电视的开关
remote.setCommand(1, lingOnCommand, lingOffCommand);
System.out.println("-----------------------");
System.out.println("-----按下电视的开按钮-----");
remote.onButtonWasPushed(1);
System.out.println("-----按下电视的关按钮-----");
remote.offButtonWasPushed(1);
System.out.println("-----按下撤销键-----");
remote.undoButtonWasPushed();
}
}
运行结果：
六、优点和缺点
1、优点
（1）、将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象时调用者，调用者只要调用命令对象的execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作。就拿上面的手机app例子来说，不管什么品牌的智能电器，你只要实现统一的命令接口，并告诉手机app你的具体命令什么，手机app就可以控制你的工作，而不必知道你是什么品牌的电器。
（2）、有很好的扩展性。新增一个具体命令对象不会影响到其他命令对象，所以很容易增加一个具体命令类。
（3）、很容易地设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队，我们就可以多线程的执行命令。
（4）、可以容易地实现对请求的撤销和重做。
（5）、可以实现命令日志，当需要系统瘫痪时直接从命令日志恢复系统。
2、缺点
（1）、由于一个命令对应一个接收者动作，当接收者动作过多时，会创建很多命令对象，增加了系统的复杂度。
七、使用场合
（1）、当需要一个对象执行某个动作，但并不知道或者无须知道接收者是什么对象时使用。
（2）、当需要连续或者同时控制多个对象执行动作时，可以运用命令模式把每个动作封装成一个命令，组成命令队列。只要操纵该队列的命令就可以控制多个对象执行相关动作。
（3）、当需要考虑系统恢复时，可以使用命令日志。
八、总结
1、”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。
2、空命令也可以说是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的应用实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦，你不判空的话，程序可能会空指针异常，判空又会带来很多重复的操作。
//按下开按钮，判空
public void onButtonWasPushedWithNull(int slot){
//判断命令是否为空
if(onCommands[slot] != null){
onCommands[slot].execute();
//保存最后一次操作，用于撤销操作
undoCommand = onCommands[slot];
}
}
