行为型模式之命令模式
在软件开发系统中，常常出现“方法的请求者”与“方法的实现者”之间存在紧密的耦合关系，这不利于软件功能的扩展与维护。例如，想对行为进行“撤销、重做、记录”等处理都很不方便，因此“如何将方法的请求者与方法的实现者解耦？”变得很重要，命令模式能很好地解决这个问题。
定义与特点
命令（Command）模式的定义如下：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。
命令模式的主要优点如下：
- 降低系统的耦合度：命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
- 增加或删除命令非常方便：采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，它满足“开闭原则”，对扩展比较灵活。
- 可以实现宏命令：命令模式可以与组合模式结合，将多个命令装配成一个组合命令，即宏命令。
- 方便实现 Undo 和 Redo 操作：命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复。
其缺点是：可能产生大量具体命令类。因为计对每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这将增加系统的复杂性。
结构与实现
可以将系统中的相关操作抽象成命令，使调用者与实现者相关分离，其结构如下。
模式的结构
命令模式包含以下主要角色：
- 抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
- 具体命令角色（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，它拥有接收者对象，并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
- 实现者/接收者（Receiver）角色：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者。
- 调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。
其结构图如图所示：
模式的实现
命令模式的代码如下：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ICommand cmd=new ConcreteCommand();
Invoker ir=new Invoker(cmd);
Console.WriteLine("客户访问调用者的Call()方法...");
ir.Call();
Console.Read();
}
}
//调用者
public class Invoker
{
private ICommand command;
public Invoker(ICommand command)
{
this.command=command;
}
public void SetCommand(ICommand command)
{
this.command=command;
}
public void Call()
{
Console.WriteLine("调用者执行命令command...");
command.Execute();
}
}
//抽象命令
public interface ICommand
{
void Execute();
}
//具体命令
public class ConcreteCommand : ICommand
{
private Receiver receiver;
public ConcreteCommand()
{
receiver=new Receiver();
}
public void Execute()
{
receiver.Action();
}
}
//接收者
public class Receiver
{
public void Action()
{
Console.WriteLine("接收者的Action()方法被调用...");
}
}
程序的运行结果如下：
客户访问调用者的Call()方法...
调用者执行命令command...
接收者的Action()方法被调用...
应用场景
命令模式通常适用于以下场景：
- 当系统需要将请求调用者与请求接收者解耦时，命令模式使得调用者和接收者不直接交互。
- 当系统需要随机请求命令或经常增加或删除命令时，命令模式比较方便实现这些功能。
- 当系统需要执行一组操作时，命令模式可以定义宏命令来实现该功能。
- 当系统需要支持命令的撤销（Undo）操作和恢复（Redo）操作时，可以将命令对象存储起来，采用备忘录模式来实现。
扩展：组合命令模式
在软件开发中，有时将命令模式与前面学的组合模式联合使用，这就构成了宏命令模式，也叫组合命令模式。宏命令包含了一组命令，它充当了具体命令与调用者的双重角色，执行它时将递归调用它所包含的所有命令，其具体结构图如图所示：
程序代码如下：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IAbstractCommand cmd1=new ConcreteCommand1();
IAbstractCommand cmd2=new ConcreteCommand2();
CompositeInvoker ir=new CompositeInvoker();
ir.Add(cmd1);
ir.Add(cmd2);
Console.WriteLine("客户访问调用者的Execute()方法...");
ir.Execute();
Console.Read();
}
}
//抽象命令
public interface IAbstractCommand
{
void Execute();
}
//树叶构件: 具体命令1
public class ConcreteCommand1 : IAbstractCommand
{
private CompositeReceiver receiver;
public ConcreteCommand1()
{
receiver=new CompositeReceiver();
}
public void Execute()
{
receiver.Action1();
}
}
//树叶构件: 具体命令2
public class ConcreteCommand2 : IAbstractCommand
{
private CompositeReceiver receiver;
public ConcreteCommand2()
{
receiver=new CompositeReceiver();
}
public void Execute()
{
receiver.Action2();
}
}
//树枝构件: 调用者
public class CompositeInvoker : IAbstractCommand
{
private List<IAbstractCommand> children = new List<IAbstractCommand>();
public void Add(IAbstractCommand c)
{
children.Add(c);
}
public void Remove(IAbstractCommand c)
{
children.Remove(c);
}
public IAbstractCommand GetChild(int i)
{
return children[i];
}
public void Execute()
{
foreach (var child in children)
{
child.Execute();
}
}
}
//接收者
public class CompositeReceiver
{
public void Action1()
{
Console.WriteLine("接收者的Action1()方法被调用...");
}
public void Action2()
{
Console.WriteLine("接收者的Action2()方法被调用...");
}
}
程序的运行结果如下：
客户访问调用者的Execute()方法...
接收者的Action1()方法被调用...
接收者的Action2()方法被调用...
当然，命令模式还可以同备忘录（Memento）模式组合使用，这样就变成了可撤销的命令模式，这将在后面介绍。
