命令模式（head first 设计模式5）

一、命令模式定义

命令大家都不会陌生，那么在开始命令模式之前，可以想象一下生活中的命令模式的特点：

如老板命令你完成一个OA项目是一个命令，接着看看其特点：

1、在上面的命令中，命令的执行者肯定是聪明的你了。具体的执行方法，可能是通过vs实现，或者是通过eclipse实现,由此看来：命令要有个命令的执行者，还要有个命令的执行方法。

2、命令的发出者很明显是老板，老板还有个发出方法，可能是通过电话给你说，也可能给你邮件给你说，也可能是通过开会给你说。所以命令的发出者要有一个命令，还要有个发出的方法。

3、最后看看命令，命令有个名字，命令的肯定要执行。而且命令是在boss给你发出通知后执行的。

接下来看看命令模式的定义：

命令模式：将请求封装成对象，以便使用不同的请求、日志、队列等来参数化其他对象。命令模式也支持撤销操作。

每次讲一个模式时，从定义都不能体会其中的技巧，所以接着我会通过举例子来说明命令模式。

二、命令模式的举例

下面来看看多用遥控器是如何使用命令模式的。

2.1需求

假设某个公司需要设计一个多用功能的遥控器。基本的需求如下：

该遥控器有可以控制风扇，白炽灯，热水器等等的多对开关，而且可能还有其他的电器，暂时不做其功能，但是希望可以保留接口，用的时间可以方便的扩展。

除上面的需求之外，还需要有个按钮，可以撤销上一步的操作。基本功能如下图：

2.2问题

在设计遥控器时，风扇，白炽灯，热水器的开关方法已经定义好，其名字各不相同。不妨设置其方法为如下：

由于各种电器的开关方法都不一样，而且还存在一个待扩展的电器，如果没有学习命名模式之前，我们在设置扩展的开关时，会出现的问题是什么呢？假设现在有电视，冰箱还可能会用到遥控器，那么我们会在最后一个开关上写if else，当然如果哪一天有多了一个大门也加入了我们的遥控的行列，这样我们继续加if else ，很显然随着电器的高速发展，会有多个需要遥控可以控制的。

举个例子，如果我们是需要遥控的客户，现在有一款遥控如果有遥控可以进行扩展，一种是可以扩展指定类型的，像上面的，只能再去扩展电视和冰箱中的一种，偶尔有一天你看到隔壁邻居的门，也可以使用遥控了，所以你去把你的高级遥控器，拿到扩展店时，扩展工程师说了，现在只能扩展电视和冰箱，不支持对大门的遥控扩展.

我们肯定是希望，可以自由的扩展，大门可以使用遥控了，就对大门扩展，车门使用遥控了，就对车门扩展……其实也就是一种松耦合的实现。

2.3分析问题

为了实现松耦合，我们现在来想一下，周末去请朋友吃饭，服务员mm问你吃什么，你说水煮活鱼，然后在菜单上面，写上水煮活鱼。下个星期天想吃花生米啤酒，同样也写在订单上，然后服务员mm把订单拿给厨师。

在上面的例子中，无论你点了什么菜，服务员mm，只需要知道顾客点的什么菜，从而给不同的厨师做(虽然不是直接的，但最终凉菜会给凉菜的师傅做，热菜的会给热菜的厨师做)，然而具体的怎么做是厨师的事情，服务员知道顾客点上面菜，只是为了能正确的交个厨师去做。

其实在这个例子中，也是一个命令模式的例子，不同的订单对应的有不同的厨师，最终订单拿到厨师面前，就是对厨师下了个命令，要做菜了。每订单或者说是每种菜都对应着自己的厨师，所以，客服需要有订单的的引用，订单为了知道调用哪个厨师，需要有厨师引用；两个引用都是使用的组合。从而可以调用多种自己需要对象的方法来实现松耦合。这里记住：客服mm知道顾客点菜的目的是为了让不同的厨师去做。再直接一些就是为了使用不同的命令。

上面的吃饭问题和我们的遥控器问题差不多，都是包含下命令，命令的执行者，以及命令的具体内容。如果还是有些不清楚的话，就用简单的程序模拟一下上面的过程：

class Program 
{ 
     static void Main(string[] args) 
     { 
         MM mm = new MM(); 
         //想吃热菜 
         mm.SetOrder(new ReCaiOrder()); 
         //mm还需要把菜单拿到厨师那里哦 
         mm.OnOrder(); 
         //想吃凉菜 
         mm.SetOrder(new LiangCaiOrder()); 
         mm.OnOrder(); 
         Console.ReadKey(); 
     } 
}

/// <summary> 
/// 订单 
/// </summary> 
interface IOrder 
{ 
     void Excute(); 
}

/// <summary> 
/// 凉菜做法 
/// </summary> 
class LiangCaiChuShi 
{ 
     public void MakeCook() 
     { 
         Console.WriteLine("凉菜~！！！"); 
     } 
} 
/// <summary> 
/// 凉菜订单 
/// </summary> 
class LiangCaiOrder:IOrder 
{ 
     LiangCaiChuShi chushi=new LiangCaiChuShi(); 
     public void Excute() 
     { 
         chushi.MakeCook(); 
     } 
} 
/// <summary> 
/// 热菜做法 
/// </summary> 
class ReCaiChuShi 
{ 
     public void Cook() 
     { 
         Console.WriteLine("热菜！！"); 
     } 
}

/// <summary> 
/// 热菜订单 
/// </summary> 
class ReCaiOrder : IOrder 
{ 
     ReCaiChuShi chushi=new ReCaiChuShi(); 
     public void Excute() 
     { 
         chushi.Cook(); 
     } 
} 
class MM 
{ 
     IOrder order; 
     public void SetOrder(IOrder order) 
     { 
         this.order = order; 
     } 
     public void OnOrder() 
     { 
         order.Excute(); 
     } 
} 

上面的例子中，厨师的做法有可能不同，就像我们遥控器的开关一样，电器的开关方法不一定相同。如果要执行，只需要把这个方法包在命令的激发方法中，然后去调用具体的方法就可以了。

尽管上面的例子有些牵强，但是还是模拟了命令的过程，为我们遥控器的设计提供了思路。

2.4解决问题

回到我们的遥控器问题上面来,我们可以先定义好我们的风扇，白炽灯，热水器。然后定义其分别的开关命令，每个命令都有自己对应的电器引用，而且会在命令的Excute中包装电器的开或者关，最后需要把命令安装到遥控器上面，在遥控器上每个按钮都对应有自己的激发方法，其代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace RemoteControl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //家中的电器
            Fan fan=new Fan();
            Light light=new Light();
            Heater heater=new Heater();

            //电器分别对应的命令
            FanOffCommand fanOffCommand=new FanOffCommand(fan);
            FanOnCommand fanOnCommand=new FanOnCommand(fan);
            LightOnCommand lightOnCommand=new LightOnCommand(light);
            LightOffCommand lightOffCommand=new LightOffCommand(light);
            HeaterOnCommand heaterOnCommand=new HeaterOnCommand(heater);
            HeaterOffCommand heaterOffCommand=new HeaterOffCommand(heater);
            RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();

            //设置遥控器
            remoteControl.SetCommand(0, fanOnCommand, fanOffCommand);
            remoteControl.SetCommand(1, lightOnCommand, lightOffCommand);
            remoteControl.SetCommand(2, heaterOnCommand, heaterOffCommand);
            //分别测试遥控器的命令
            remoteControl.OnButtonWasPress(1);
            remoteControl.OffButtonWasPress(1);
            remoteControl.OnButtonWasPress(0);
            remoteControl.OffButtonWasPress(0);
            Console.ReadKey();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 风扇类
    /// </summary>
   public class Fan
    {
        public void FanOn()
        {
            Console.WriteLine("风扇开了");
        }
        public void FanOff()
        {
            Console.WriteLine("风扇关了");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 灯类
    /// </summary>
   public class Light
   {
       public void LightOn()
       {
           Console.WriteLine("灯亮了");
       }
       public void LightOff()
       {
           Console.WriteLine("灯灭了");
       }
   }
    /// <summary>
    /// 热水器类
    /// </summary>
   public class Heater
   {
       public void HeaterOn()
       {
           Console.WriteLine("加热中");
       }
       public void HeaterOff()
       {
           Console.WriteLine("停止加热");
       }
   }

    /// <summary>
    /// 命令接口
    /// </summary>
   public interface ICommand
   {
       void Excute();
   }

   public class FanOnCommand : ICommand
   {
       Fan fan;
       public FanOnCommand(Fan fan)
       {
           this.fan = fan;
       }
        public void Excute()
        {
            this.fan.FanOn();
        }
    }

   public class FanOffCommand : ICommand
   {
       Fan fan;
       public FanOffCommand(Fan fan)
       {
           this.fan = fan;
       }
        public void Excute()
        {
            this.fan.FanOff();
        }
   }

   public class LightOnCommand : ICommand
   {
       Light light;
       public LightOnCommand(Light light)
       {
           this.light = light; 
       }
       public void Excute()
       {
           light.LightOn();
       }

   }

   public class LightOffCommand : ICommand
   {
       Light light;
       public LightOffCommand(Light light)
       {
           this.light = light;
       }
       public void Excute()
       {
           this.light.LightOff();
       }
   }

   public class HeaterOnCommand : ICommand
   {
       Heater heater;
       public HeaterOnCommand(Heater heater)
       {
           this.heater = heater;
       }
       public void Excute()
       {
           this.heater.HeaterOn();
       }
   }

   public class HeaterOffCommand : ICommand
   { 
       Heater heater;
       public HeaterOffCommand(Heater heater)
       {
           this.heater = heater;
       }
       public void Excute()
       {
           this.heater.HeaterOff();
       }
   }

   public class NoCommand : ICommand
   {
       public void Excute()
       { }
   }

   public class RemoteControl
   {
      private ICommand[] onCommands;
      private ICommand[] offCommands;
      public RemoteControl()
      {
         ICommand noCommand=new NoCommand();
          onCommands = new ICommand[4];
          offCommands = new ICommand[4];
          for (int i = 0; i < 4; i++)
          {
              onCommands[i] = noCommand;
              offCommands[i] = noCommand;
          }
      }

      public void SetCommand(int slot, ICommand onCommand, ICommand offCommand)
      {
          onCommands[slot] = onCommand;
          offCommands[slot] = offCommand;
      }
      public void OnButtonWasPress(int slot)
      {
          onCommands[slot].Excute();
      }
      public void OffButtonWasPress(int slot)
      {
          offCommands[slot].Excute();
      }
     
   }
}
    

这样基本上就实现了我们的现有的三种电器的遥控。需要注意的是，在开始初始化遥控器时，对每个命令初始化成了NoCommand，也就是什么都不执行。在命令的初始化经常使用，同时这也解决了我们的在扩展前什么都不做的难题。看了风扇，白炽灯，热水器的遥控实现，进一步的扩展任何的电器，相信都不是什么难事。但是还有个功能没有实现，就是撤销到上一步的操作，接下来我们就来实现撤销操作。

2.5问题的补充说明

撤销操作就想我们遥控中的返回一样。基本上就是灯亮着，突然按了一下关灯，然后再按一下返回键，灯就亮了。其他的电器同样的道理。下面先看一下灯的撤销原理，命令除了执行外还有一个撤销，所以我们需要先都命令的接口添加一个方法。

/// <summary>
/// 命令接口
/// </summary>
public interface ICommand
{
    void Excute();
    void Undo();
}

对于开灯需要做的修改如下：

public class LightOnCommand : ICommand
   {
       Light light;
       public LightOnCommand(Light light)
       {
           this.light = light;
       }
       public void Excute()
       {
           light.LightOn();
       }
       /// <summary>
       /// 调用命令的反命令
       /// </summary>
       public void Undo()
       {
           light.LightOff();
       }
   }

其他命令同理，代码会在源码中一并给出。也就是每个命令都有自己的反命令，在Undo方法里面也就是调用反命令的Excute方法。每当按下一个按钮时，就去记录其命令的名称，如果按撤销的话，就执行命名的Undo方法。下面给出主要代码：

public void OnButtonWasPressed(int slot)
   {
       onCommands[slot].Excute();
       backCommand=onCommands[slot];
   }
   public void OffButtonWasPressed(int slot)
   {
       offCommands[slot].Excute();
       backCommand = offCommands[slot];
   }
   public void BackButtonWasPressed()
   {
       backCommand.Undo();
   }

以上是对遥控器对命令的撤销，需要注意两点1、通过记住命令执行之前的状态，然后去恢复到原来的状态。2、在每次执行之后要记住执行的那个命令。也即记住命令和记住状态。

除了一次执行一个命令和撤销一个命令，当然还可以一次执行多个命令。下面给出主要代码：

public class MutlipleCommand : ICommand
   {
       ICommand[] commands;
       ICommand[] backCommands;
       public MutlipleCommand(ICommand[] commands)
       {
           this.commands = commands;
           backCommands = new ICommand[commands.Length];
       }

       public void Excute()
       {
           for (int i = 0; i < commands.Length; i++)
            {
              commands[i].Excute();
              backCommands[i] = commands[i];
            }
          
       }

       public void Undo()
       {
           for (int i = 0; i < commands.Length; i++)
           {
               backCommands[i].Undo();
           }
       }
   }

三、命令模式类图

四、总结

命令模式主要通过中介Command实现了发出命令者和命令的执行者，也即Invoke类和Receiver的松耦合。本文先给出了命令模式的定义，通过吃饭的例子给出了使用命令模式实现遥控器设计思路，最后还提到了撤销命令和一个命令实现多个命令的做法。

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