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设计模式——命令模式(遥控器与灯)

本文首发于cdream的个人博客,点击获得更好的阅读体验!

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本文主要对命令模式进行概述讲解,并使用使用遥控器与灯来讲述命令模式中调用者与接收者的关系。

一、概述

命令模式(英语:Command pattern)是一种设计模式,它尝试以对象来代表实际行动。命令对象可以把行动(action) 及其参数封装起来,于是这些行动可以被重复使用、撤销、撤销后重做。

这个是概念是来自维基百科,我觉得最容易理解,就是把命令封装成对象,使命令可以重复调用、撤销,降低了调用者和接受者的耦合,同时容易扩展出新的命令。

其他描述1.将“请求”封装成对象,以便使不同的请求、队列或日志来参数化其他对象,命令模式也支持可撤销操作。(Head First 设计模式)2.命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统使用不同的请求把客户端参数化,对请求排队或者记录请求日志,可以提供命令的撤销和恢复功能。(Java与模式)

大家做适当参考,不理解可以先看看下面的源码!

二、结构

如图,这是命令模式的结构:

以用遥控器开灯为例(Head First 设计模式例子)

Invoker:命令调用者,负责调用命令对象的请求——遥控器Command:声明了一个具体命令类实现的接口——命令的接口

ConcreteCommand:具体命令,实现了Invoker和Receiver之间的解耦,通常持有接收者对象的饮用——开灯按钮执行的命令

Receiver:命令接收者,真正接收命令并执行动作的对象——

Client:客户端,创造具体的命令,并确定接收者

三、源代码

Receiver——二档亮度的灯

// 二档调节的灯,在这里作为接收者public class Light { public static final String HIGH = "贼亮"; public static final String MEDIUM = "有点亮"; public static final String LOW = "快灭火了"; public static final String OFF = "真的灭火了~"; private String luminance; public Light() { this.luminance = OFF; } public void off() { System.out.println("灯关闭了"); this.luminance = OFF; } public void high() { System.out.println("贼亮"); this.luminance = HIGH; } public void medium() { System.out.println("挺亮地!"); this.luminance = MEDIUM; } public void low() { System.out.println("快灭火了"); this.luminance = LOW; } public String getLuminance(){ return this.luminance; }}

Command——做个命令接口,带撤销功能

public interface Command { void excute(); void undo();}

LightHighCommand——高光命令

public class LightHighCommand implements Command { private Light light; private String preLuminance; @Override public void excute() { // 备份上一个命令,撤销使用 preLuminance = light.getLuminance(); light.high(); } @Override public void undo() { if (Light.HIGH.equals(preLuminance)){ light.high(); }else if(Light.MEDIUM.equals(preLuminance) ){ light.medium(); }else if (Light.LOW.equals(preLuminance)){ light.low(); }else if (Light.OFF.equals(preLuminance)){ light.off(); } } public LightHighCommand(Light light) { this.light = light; } // 智能遥控器按键功能可以控制多个灯 // 如果控制令一个接收者,可以传入,不用新建命令 public void setLight(Light light) { this.light = light; }}

LightOffCommand——关灯命令

public class LightOffCommand implements Command { private Light light; private String preLuminance; public LightOffCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void excute() { preLuminance = light.getLuminance(); light.off(); } @Override public void undo() { if (Light.HIGH.equals(preLuminance)){ light.high(); }else if(Light.MEDIUM.equals(preLuminance) ){ light.medium(); }else if (Light.LOW.equals(preLuminance)){ light.low(); }else if (Light.OFF.equals(preLuminance)){ light.off(); } } public void setLight(Light light) { this.light = light; }}

Invoker——遥控器

public class RemoteControl { private Command off; private Command high; private Command medium; private Command low; private Command preCommand; public void setOff(Command off) { this.off = off; } public void setHigh(Command high) { this.high = high; } public void setMedium(Command medium) { this.medium = medium; } public void setLow(Command low) { this.low = low; } public void lightOff() { off.excute(); preCommand = off; } public void lightHigh() { high.excute(); preCommand = high; } public void lightMedium() { medium.excute(); preCommand = medium; } public void lightLow() { low.excute(); preCommand = low; } public void undo() { if (preCommand == null) { System.out.println("无法撤销"); } else { preCommand.undo(); } }}

Client——客户端

public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建接收者 Light light = new Light(); // 创建命令 Command lightHighCommand = new LightHighCommand(light); Command lightOffCommand = new LightOffCommand(light); // 创建调用者 RemoteControl remoteControl = new RemoteControl(); remoteControl.setHigh(lightHighCommand); remoteControl.setOff(lightOffCommand); // 调用 remoteControl.lightHigh(); remoteControl.lightOff(); remoteControl.undo(); }}————————>结果贼亮灯关闭了贼亮

以上就是一个带撤回功能的命令模式,其中:

如果想实现多步撤回,可以考虑把调用者中的preCommand换成stack;

如果想实现组合命令,可以重新创建一个宏命令,如下

public class MacroCommand implements Command { private Command[] commands; public MacroCommand(Command[] commands) { this.commands = commands; } @Override public void excute() { for (Command command : commands) { command.excute(); } } @Override public void undo() { for (Command command : commands) { command.undo(); } }}

你可以用这个命令实现任何形式的命令组合,甚至如果你觉得你的遥控器可以控制空调,控制电源,控制电饭锅,你甚至可以把这些命令组合进来~

四、命令模式的优缺点

优点

解耦合:将命令调用者和命令执行者通过命令进行解耦,命令调用者不关心由谁来执行命令,只要命令执行就可以

更动态的控制:请求被封装成对象后,可以轻易的参数化、队列化、日志化,使系统更加灵活。更容易的命令组合:有了宏命令后,可以任意的对命令进行组合

更好扩展性:可以轻易的添加新的命令,并不会影响到其他的命令

缺点

命令过多时,会创建了过多的命令类,不方便进行管理

五、总结

本文对命令模式作了简单的介绍,命令模式只要明白调用者如何通过命令与接收者交互,就比较好理解。在实际应用中,命令模式可以用在并行处理、事务行为、线程池等地方。例如传统的线程池就有addTask()方法将命令加入到等待被执行的队列中,允许多线程执行实现java.lang.Runnable 的命令,尽管线程池本身对具体的任务毫无认知。


    Head First 设计模式,Eric Freeman &Elisabeth Freeman with Kathy Sierra & Bert BatesCommand pattern,wiki《JAVA与模式》之命令模式

欢迎阅读本文章: 何雨豪

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