设计模式之命令模式(行为型)

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一、模式定义

命令模式(Command Pattern)：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离，两者之间通过命令对象进行沟通，方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。命令模式别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式，属于对象行为型模式。

二、模式角色

命令模式包括如下角色：

• Client：客户类，负责调用
• Command：抽象命令类，声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
• ConcreteCommand：具体命令类，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。
• Invoker：调用者，请求的发送者，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。
• Receiver：接收者，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。

三、模式分析

命令模式的本质：是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分离。

命令模式的实际执行者是接收者(Receiver)，调用者和接收者两者之间通过命令对象进行沟通。

命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

典型的命令模式代码

抽象命令类：

public abstract class Command
{
    public abstract void execute();
} 

具体命令类：

public class ConcreteCommand extends Command
{
    private Receiver receiver;
    public void execute()
    {
        receiver.action();
    }
} 

调用者Invoker类：

public class Invoker
{
    private Command command;
    
    public Invoker(Command command)
    {
        this.command=command;
    }
    
    public void setCommand(Command command)
    {
        this.command=command;
    }
    
    //业务方法，用于调用命令类的方法
    public void call()
    {
        command.execute();
    }
} 

接收者(Receiver)类：

public class Receiver
{
    public void action()
    {
        //具体操作
    }
} 

四、典型例子

例子来自《设计模式》一书

电视机是请求的接收者，遥控器是请求的发送者，遥控器上有一些按钮，不同的按钮对应电视机的不同操作。抽象命令角色由一个命令接口来扮演，有三个具体的命令类实现了抽象命令接口，这三个具体命令类分别代表三种操作：打开电视机、关闭电视机和切换频道。显然，电视机遥控器就是一个典型的命令模式应用实例。

抽象命令类：

public interface AbstractCommand
{
    public void execute();
}

具体的命令类：

换台

public class TVChangeCommand implements AbstractCommand
{
    private Television tv;
    public TVChangeCommand()
    {
        tv = new Television();
    }
    public void execute()
    {
        tv.changeChannel();
    }
}

关机

public class TVCloseCommand implements AbstractCommand
{
    private Television tv;
    public TVCloseCommand()
    {
        tv = new Television();
    }
    public void execute()
    {
        tv.close();
    }
}

开机

public class TVOpenCommand implements AbstractCommand
{
    private Television tv;
    public TVOpenCommand()
    {
        tv = new Television();
    }
    public void execute()
    {
        tv.open();
    }
}

接收者Receiver类：

public class Television
{
    public void open()
    {
        System.out.println("打开电视机！");
    }
    
    public void close()
    {
        System.out.println("关闭电视机！");       
    }
    
    public void changeChannel()
    {
        System.out.println("切换电视频道！");
    }
}

调用者(Invoker)类

public class Controller
{
    private AbstractCommand openCommand,closeCommand,changeCommand;
    
    public Controller(AbstractCommand openCommand,AbstractCommand closeCommand,AbstractCommand changeCommand)
    {
        this.openCommand=openCommand;
        this.closeCommand=closeCommand;
        this.changeCommand=changeCommand;
    }
    
    public void open()
    {
        openCommand.execute();
    }
    
    public void change()
    {
        changeCommand.execute();
    }   

    public void close()
    {
         closeCommand.execute();    
    }
}

五、适用场景

• 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
• 系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
• 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
• 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。