【设计模式从入门到精通】13-命令模式
命令模式
1、智能生活项目需求
- 1)我们买了一套智能家电,有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机,只要在手机上安装 APP 就可以控制这些家电的工作
- 2)这些智能家电来自不同的厂家,我们不想针对每一种家电都安装一个 APP 分别控制,我们希望只要一个 APP 就可以控制全部智能家电
- 3)要实现一个 APP 控制所有智能家电的需要,则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给 APP 调用,这时就可以考虑使用命令模式
- 4)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
- 5)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
2、基本介绍
- 1)命令模式(Command Pattern):在软件设计中,我们经常需要向某些对象发送请求,但是并不知道请求的接收者是谁,也不知道被请的操作是哪个,我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可。此时可以使用命令模式来进行设计
- 2)命令模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合,让对象之间的调用关系更加灵活,实现解耦
- 3)在命令模式中,会将一个请求封装为一个对象,以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名),同时命令模式也支持可撤销的操作
- 4)通俗易懂的理解:将军发布命令,士兵去执行。其中有几个角色:
- 将军(命令发布者)、士兵(命令的具体执行者)、命令(连接将军和士兵)
Invoker
是调用者(将军),Receiver
是被调用者(士兵),MyCommand
是命令,实现了Command
接口,持有接收对象
原理类图
命令模式的角色及职责
Invoker
调用者角色,只需要发布命令就可以控制接收者的行为Receiver
接收者角色,知道如何实施或执行请求的相关操作Command
命令角色,需要执行的所有命令都定义在这里,可以是接口或抽象类ConcreteCommand
具体的命令角色,将一个接收者和一个动作绑定,调用接收者相应的操作,实现execute
3、命令模式解决智能生活项目
UML 类图
核心代码
/**
* 命令角色
*/
public interface Command {
void execute();
void undo();
}
/**
* 空命令,什么也不干
*/
public class NonCommand implements Command {
@Override
public void execute() {
}
@Override
public void undo() {
}
}
/**
* 调用者
*/
public class RemoteController {
private Command[] onCommands;
private Command[] offCommands;
private Command restoreCommand;
public RemoteController() {
onCommands = new Command[5];
offCommands = new Command[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
onCommands[i] = new NonCommand();
offCommands[i] = new NonCommand();
}
}
public void setCommands(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
onCommands[no] = onCommand;
offCommands[no] = offCommand;
}
public void onBtnCommand(int no) {
restoreCommand = onCommands[no];
restoreCommand.execute();
}
public void offBtnCommand(int no) {
restoreCommand = offCommands[no];
restoreCommand.execute();
}
public void undoBtnCommand() {
restoreCommand.undo();
}
}
/**
* 接收者
*/
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...");
}
}
public class TVReceiver {
public void on() {
System.out.println("电视打开了...");
}
public void off() {
System.out.println("电视关闭了...");
}
}
/**
* 具体的命令角色
*/
public class LightOnCommand implements Command{
private LightReceiver light;
public LightOnCommand(LightReceiver light) {
this.light = light;
}
@Override
public void execute() {
light.on();
}
@Override
public void undo() {
light.off();
}
}
public class LightOffCommand implements Command {
private LightReceiver light;
public LightOffCommand(LightReceiver light) {
this.light = light;
}
@Override
public void execute() {
light.off();
}
@Override
public void undo() {
light.on();
}
}
public class TVOnCommand implements Command {
private TVReceiver tv;
public TVOnCommand(TVReceiver tv) {
this.tv = tv;
}
@Override
public void execute() {
tv.on();
}
@Override
public void undo() {
tv.off();
}
}
public class TVOffCommand implements Command {
private TVReceiver tv;
public TVOffCommand(TVReceiver tv) {
this.tv = tv;
}
@Override
public void execute() {
tv.off();
}
@Override
public void undo() {
tv.on();
}
}
调用命令
// 初始化遥控器
RemoteController remoteController = new RemoteController();
// 操作电灯
int no = 0;
LightReceiver light = new LightReceiver();
remoteController.setCommands(no, new LightOnCommand(light), new LightOffCommand(light));
remoteController.onBtnCommand(no);
remoteController.offBtnCommand(no);
remoteController.undoBtnCommand();
// 操作电视
no = 1;
TVReceiver tv = new TVReceiver();
remoteController.setCommands(no, new TVOnCommand(tv), new TVOffCommand(tv));
remoteController.onBtnCommand(no);
remoteController.offBtnCommand(no);
remoteController.undoBtnCommand();
// 电灯打开了...
// 电灯关闭了...
// 电灯打开了...
// 电视打开了...
// 电视关闭了...
// 电视打开了...
4、Spring 框架 JdbcTemplate 源码分析
以JdbcTemplate
类中query()
方法中为例,我们可以发现其中定义了一个内部类QueryStatementCallback
,而且QueryStatementCallback
类实现了StatementCallback
接口的doInStatement
方法
这就是命令模式在 Spring 框架 JdbcTemplate
源码中的应用,其中,
-
StatementCallback
充当了Command
命令,其下有多个实现 -
QueryStatementCallback
充当了ConcreteCommand
具体的命令角色 -
Statement
充当了Receiver
接收者角色 -
JdbcTemplate
本身作为调用者
5、命令模式的注意事项和细节
- 1)将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者,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,也就是说:“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)容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队,就可以多线程的执行命令
- 3)容易实现对请求的撤销和重做
- 4)不足:可能导致某些系统有过多的具体命令类,增加了系统的复杂度,这点在使用的时候要注意
- 5)空命令也是一种设计模式,它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中,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
- 6)命令模式经典的应用场景:界面的一个按钮对应一条命令、模拟 CMD(DOS命令)订单的撤销/恢复、触发-反馈机制