14-Python与设计模式--命令模式

一、饭店点餐系统

又是一个点餐系统（原谅作者的吃货属性）。不过这次的点餐系统是个饭店的点餐系统。饭店的点餐系统有什么不同嘛？大伙想想看，在大多数饭店中，当服务员已经接到顾客的点单，录入到系统中后，根据不同的菜品，会有不同的后台反应。比如，饭店有凉菜间、热菜间、主食间，那当服务员将菜品录入到系统中后，凉菜间会打印出顾客所点的凉菜条目，热菜间会打印出顾客所点的热菜条目，主食间会打印出主食条目。那这个系统的后台模式该如何设计？当然，直接在场景代码中加if…else…语句判断是个方法，可这样做又一次加重了系统耦合，违反了单一职责原则，遇到系统需求变动时，又会轻易违反开闭原则。所以，我们需要重新组织一下结构。
可以将该系统设计成前台服务员系统和后台系统，后台系统进一步细分成主食子系统，凉菜子系统，热菜子系统。后台三个子系统设计如下：

class backSys():
    def cook(self,dish):
        pass
class mainFoodSys(backSys):
    def cook(self,dish):
        print "MAINFOOD:Cook %s"%dish
class coolDishSys(backSys):
    def cook(self,dish):
        print "COOLDISH:Cook %s"%dish
class hotDishSys(backSys):
    def cook(self,dish):
        print "HOTDISH:Cook %s"%dish

前台服务员系统与后台系统的交互，我们可以通过命令的模式来实现，服务员将顾客的点单内容封装成命令，直接对后台下达命令，后台完成命令要求的事，即可。前台系统构建如下：

class waiterSys():
    menu_map=dict()
    commandList=[]
    def setOrder(self,command):
        print "WAITER:Add dish"
        self.commandList.append(command)

    def cancelOrder(self,command):
        print "WAITER:Cancel order..."
        self.commandList.remove(command)

    def notify(self):
        print "WAITER:Nofify..."
        for command in self.commandList:
            command.execute()

前台系统中的notify接口直接调用命令中的execute接口，执行命令。命令类构建如下：

class Command():
    receiver = None
    def __init__(self, receiver):
        self.receiver = receiver
    def execute(self):
        pass
class foodCommand(Command):
    dish=""
    def __init__(self,receiver,dish):
        self.receiver=receiver
        self.dish=dish
    def execute(self):
        self.receiver.cook(self.dish)

class mainFoodCommand(foodCommand):
    pass
class coolDishCommand(foodCommand):
    pass
class hotDishCommand(foodCommand):
    pass

 

Command类是个比较通过的类，foodCommand类是本例中涉及的类，相比于Command类进行了一定的改造。由于后台系统中的执行函数都是cook，因而在foodCommand类中直接将execute接口实现，如果后台系统执行函数不同，需要在三个子命令系统中实现execute接口。这样，后台三个命令类就可以直接继承，不用进行修改了。（这里子系统没有变动，可以将三个子系统的命令废弃不用，直接用foodCommand吗？当然可以，各有利蔽。请读者结合自身开发经验，进行思考相对于自己业务场景的使用，哪种方式更好。）
为使场景业务精简一些，我们再加一个菜单类来辅助业务，菜单类在本例中直接写死。

class menuAll:
    menu_map=dict()
    def loadMenu(self):#加载菜单，这里直接写死
        self.menu_map["hot"] = ["Yu-Shiang Shredded Pork", "Sauteed Tofu, Home Style", "Sauteed Snow Peas"]
        self.menu_map["cool"] = ["Cucumber", "Preserved egg"]
        self.menu_map["main"] = ["Rice", "Pie"]
    def isHot(self,dish):
        if dish in self.menu_map["hot"]:
            return True
        return False
    def isCool(self,dish):
        if dish in self.menu_map["cool"]:
            return True
        return False
    def isMain(self,dish):
        if dish in self.menu_map["main"]:
            return True
        return False

业务场景如下：

if  __name__=="__main__":
    dish_list=["Yu-Shiang Shredded Pork","Sauteed Tofu, Home Style","Cucumber","Rice"]#顾客点的菜
    waiter_sys=waiterSys()
    main_food_sys=mainFoodSys()
    cool_dish_sys=coolDishSys()
    hot_dish_sys=hotDishSys()
    menu=menuAll()
    menu.loadMenu()
    for dish in dish_list:
        if menu.isCool(dish):
            cmd=coolDishCommand(cool_dish_sys,dish)
        elif menu.isHot(dish):
            cmd=hotDishCommand(hot_dish_sys,dish)
        elif menu.isMain(dish):
            cmd=mainFoodCommand(main_food_sys,dish)
        else:
            continue
        waiter_sys.setOrder(cmd)
    waiter_sys.notify()

打印如下：

WAITER:Add dish
WAITER:Add dish
WAITER:Add dish
WAITER:Add dish
WAITER:Nofify...
HOTDISH:Cook Yu-Shiang Shredded Pork
HOTDISH:Cook Sauteed Tofu, Home Style
COOLDISH:Cook Cucumber
MAINFOOD:Cook Rice

二、命令模式

命令模式的定义为：将一个请求封装成一个对象，从而可以使用不同的请求将客户端参数化，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。命令模式中通常涉及三类对象的抽象：Receiver，Command，Invoker（本例中的waiterSys）。

只有一个Invoker的命令模式也可以抽象成一个类似的“星形网络”，但与之前介绍的中介者模式不同，单纯的命令模式更像是一个辐射状的结构，由Invoker直接对Receiver传递命令，而一般不反向传递，中介者模式“星形网络”的中心，是个协调者，抽象结节间的信息流全部或者部分是双向的。
另外，命令模式的定义中提到了“撤销和恢复功能”，也给了各位开发人员一个命令模式使用过程中的建议：各个Receiver中可以设计一个回滚接口，支持命令的“撤销”。

三、命令模式的优点和应用场景

优点：

1、低耦合：调用者和接收者之间没有什么直接关系，二者通过命令中的execute接口联系；
2、扩展性好：新命令很容易加入，也很容易拼出“组合命令”。

应用场景：

1、触发-反馈机制的系统，都可以使用命令模式思想。如基于管道结构的命令系统（如SHELL），可以直接套用命令模式；此外，GUI系统中的操作反馈（如点击、键入等），也可以使用命令模式思想。

四、命令模式的缺点

1、如果业务场景中命令比较多，那么对应命令类和命令对象的数量也会增加，这样系统会膨胀得很大。