温故知新（10）——命令模式
概述
虽然并不完全符合，命令模式给我的感觉有点像数据库中的中间表。中间表将两个实体表的主键作为外键，将两个实体表关联成多对多的关系。同样命令模式中命令对象就好像中间表一样，将动作的引发者和动作的执行者关联起来，引发者无需知道执行者，执行者也无需了解是谁引发了这个动作。如果仔细想想，动作的引发者和动作的执行者之间也是多对多的关系。下面是GOF给出的意图：
将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。
这局意图的前半句，个人感觉有些描述得过于抽象，这里仅供参考；后半句怎说明了命令模式的的一些应用场景和用途：
1、可以在对象关系上解耦动作的引发者和动作的执行者；
2、可以在时间上解耦动作的引发和动作的执行；
3、可以实现动作的“撤销”和“重做”，也可以实现“修改日志”，当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍。
4、将一组动作实现为一个事物。
实现命令模式时需要考虑的一个问题是，命令对象的“轻”或“重”，“轻”模式时，命令对象只负责将动作的引发者和动作的执行者关联起来；而“重”模式时，命令对象自身会包含处理逻辑。个人认为通常应该将命令对象实现为“轻”模式，而在一些无需动作的执行者的特殊情况下将命令对象实现为“重”模式。
命令模式可以与组合模式结合，即用组合模式将命令对象组合成复合命令对象。
结构
命令模式是一种比较灵活的模式，下面是经典命令模式的类图：
模式的参与者：
1、命令接口，所有命令对象须实现此抽象——ICommand；
2、具体的命令，命令通常包含一个动作执行者——Command；
3、引发动作的对象，经常是UI组件或定时组件——Invoker；
4、动作的实际执行者——Receiver；
5、创建命令并设置接收者——Client；
上图中，除ICommand接口以外，每个参与者都有可能存在多个。
示例
系统中有很多批处理的任务，比如定期数据清理与备份，定期对某些数值进行一些计算等等，这些动作通常由一个对象（比如一个定时器）来调度，不同的动作也由不同的对象去执行。这些的动作的经常会发生增减，因此让调度对象包含所有执行者的引用，直接调用的执行者的方法，是不太现实的。同样由于希望动作的触发与动作的执行，希望构成异步，因此使用命令模式，将这些动作包装成命令对象，由这些命令对象包含具体的动作执行者的做法是可行的。
由于是一个说明性示例，所以下面的代码忽略了定时调度、多线程等具体实现。
1、动作执行者，下面提供两个。
计算器Calculater。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 计算器
7: /// </summary>
8: public class Calculater
9: {
10: public void Calculate()
11: {
12: Console.WriteLine("计算操作");
13: }
14: }
15: }
16:
数据存储器DataStorage。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 数据存储
7: /// </summary>
8: public class DataStorage
9: {
10: public void DataClear()
11: {
12: Console.WriteLine("清理冗余数据");
13: }
14:
15: public void Backup()
16: {
17: Console.WriteLine("数据备份");
18: }
19: }
20: }
21:
2、命令接口ICommand。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 命令接口
7: /// </summary>
8: public interface ICommand
9: {
10: void Execute();
11: }
12: }
13:
3、具体的命令，示例中包含三个命令。
数据备份BackupCommand。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 数据备份命令
7: /// </summary>
8: public class BackupCommand : ICommand
9: {
10: private DataStorage storage;
11:
12: public BackupCommand(DataStorage storage)
13: {
14: this.storage = storage;
15: }
16:
17: public void Execute()
18: {
19: storage.Backup();
20: }
21: }
22: }
23:
数据清理DataClearCommand。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 数据清理命令
7: /// </summary>
8: public class DataClearCommand : ICommand
9: {
10: private DataStorage storage;
11:
12: public DataClearCommand(DataStorage storage)
13: {
14: this.storage = storage;
15: }
16:
17: public void Execute()
18: {
19: storage.DataClear();
20: }
21: }
22: }
23:
数据计算CalculateCommand。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: /// <summary>
6: /// 计算命令
7: /// </summary>
8: public class CalculateCommand : ICommand
9: {
10: private Calculater calculater;
11:
12: public CalculateCommand(Calculater calculater)
13: {
14: this.calculater = calculater;
15: }
16:
17: public void Execute()
18: {
19: calculater.Calculate();
20: }
21: }
22: }
23:
4、命令对象的管理与调用类Processor。
1: using System;
2: using System.Collections.Generic;
3:
4: namespace DesignPatterns.Command
5: {
6: /// <summary>
7: /// 执行者
8: /// </summary>
9: public class Processor
10: {
11: private List<ICommand> commands = new List<ICommand>();
12:
13: public void AddCommand(ICommand command)
14: {
15: this.commands.Add(command);
16: }
17:
18: public void Do()
19: {
20: while (commands.Count > 0)
21: {
22: commands[0].Execute();
23: commands.RemoveAt(0);
24: }
25: }
26: }
27: }
28:
5、客户端代码，同时模拟了任务调度。
1: using System;
2:
3: namespace DesignPatterns.Command
4: {
5: class Program
6: {
7: static void Main(string[] args)
8: {
9: ICommand cmd1 = new DataClearCommand(new DataStorage());
10: ICommand cmd2 = new CalculateCommand(new Calculater());
11: ICommand cmd3 = new BackupCommand(new DataStorage());
12:
13: Processor processor = new Processor();
14: processor.AddCommand(cmd1);
15: processor.AddCommand(cmd2);
16: processor.AddCommand(cmd3);
17: processor.Do();
18:
19: Console.WriteLine("按任意键结束...");
20: Console.ReadKey();
21: }
22: }
23: }
24:
6、运行，查看结果。
