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Java设计模式13：命令模式 Command Pattern
创建日期：
2021/01/31
修改日期：
2022/06/22
Java
设计模式
# 命令模式 Command Pattern > 介绍 - 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，也不知道被请求的操作是哪个，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 - 命名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。 - 在命名模式中，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。 - 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 > UML类图与角色  - Invoker：是调用者角色 - Command：是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类 - Receiver：接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作 - ConcreteCommand：将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute # 示例 > 情景介绍 - 我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装 app 就可以控制对这些家电工作。 - 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。 - 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。 - 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. - 在例子中，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 > UML类图  > 代码实现 ```java /** * 创建命令接口 */ public interface Command { /** * 执行操作 */ void execute(); /** * 撤销操作 */ void undo(); } ``` ```java /** * 灯光开启命令 */ public class LightOnCommand implements Command { /** * 聚合LightReceiver */ LightReceiver light; /** * 构造器 */ public LightOnCommand(LightReceiver light) { super(); this.light = light; } @Override public void execute() { // 调用接收者的方法 light.on(); } @Override public void undo() { // 调用接收者的方法 light.off(); } } ``` ```java /** * 灯光关闭命令 */ public class LightOffCommand implements Command { /** * 聚合LightReceiver */ LightReceiver light; /** * 构造器 * * @param light */ public LightOffCommand(LightReceiver light) { this.light = light; } @Override public void execute() { // 调用接收者的方法 light.off(); } @Override public void undo() { // 调用接收者的方法 light.on(); } } ``` ```java /** * 灯光接收者 */ 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.. "); } } ``` ```java /** * 电视打开命令 */ public class TvOnCommand implements Command { /** * 聚合TVReceiver */ TVReceiver tv; /** * 构造器 * * @param tv */ public TvOnCommand(TVReceiver tv) { super(); this.tv = tv; } @Override public void execute() { // 调用接收者的方法 tv.on(); } @Override public void undo() { // 调用接收者的方法 tv.off(); } } ``` ```java /** * 电视关闭接口 */ public class TvOffCommand implements Command { /** * 聚合TVReceiver */ TVReceiver tv; /** * 构造器 * * @param tv */ public TvOffCommand(TVReceiver tv) { super(); this.tv = tv; } @Override public void execute() { // 调用接收者的方法 tv.off(); } @Override public void undo() { // 调用接收者的方法 tv.on(); } } ``` ```java /** * 电视接收者 */ public class TvReceiver { public void on() { System.out.println(" 电视机打开了.. "); } public void off() { System.out.println(" 电视机关闭了.. "); } } ``` ```java /** * 没有任何命令，即空执行: 用于初始化每个按钮, 当调用空命令时，对象什么都不做 */ public class NoCommand implements Command { @Override public void execute() {} @Override public void undo() {} } ``` ```java /** * 遥控器 */ public class RemoteController { /** * 开 按钮的命令数组 */ Command[] offCommands; /** * 关 按钮的命令数组 */ Command[] onCommands; /** * 执行撤销的命令 */ Command undoCommand; /** * 构造器，完成对按钮初始化 */ public RemoteController() { onCommands = new Command[5]; offCommands = new Command[5]; for (int i = 0; i < 5; i++) { onCommands[i] = new NoCommand(); offCommands[i] = new NoCommand(); } } /** * 给我们的按钮设置你需要的命令 */ public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) { onCommands[no] = onCommand; offCommands[no] = offCommand; } /** * 按下开按钮 */ public void onButtonWasPushed(int no) { // 找到你按下的开的按钮， 并调用对应方法 onCommands[no].execute(); // 记录这次的操作，用于撤销 undoCommand = onCommands[no]; } /** * 按下关按钮 */ public void offButtonWasPushed(int no) { // 找到你按下的关的按钮， 并调用对应方法 offCommands[no].execute(); // 记录这次的操作，用于撤销 undoCommand = offCommands[no]; } /** * 按下撤销按钮 */ public void undoButtonWasPushed() { undoCommand.undo(); } } ``` ```java /** * 客户端 * * @author Max_Qiu */ public class Client { /** * 使用命令设计模式，完成通过遥控器，对电灯的操作 */ public static void main(String[] args) { // 创建电灯的对象(接受者) LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver(); // 创建电灯相关的开关命令 LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver); LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver); // 需要一个遥控器 RemoteController remoteController = new RemoteController(); // 给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作 remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand); System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------"); remoteController.onButtonWasPushed(0); System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------"); remoteController.offButtonWasPushed(0); System.out.println("--------按下撤销按钮-----------"); remoteController.undoButtonWasPushed(); System.out.println("=========使用遥控器操作电视机=========="); TvReceiver tvReceiver = new TvReceiver(); TvOffCommand tvOffCommand = new TvOffCommand(tvReceiver); TvOnCommand tvOnCommand = new TvOnCommand(tvReceiver); // 给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 1 是电视机的开和关的操作 remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand); System.out.println("--------按下电视机的开按钮-----------"); remoteController.onButtonWasPushed(1); System.out.println("--------按下电视机的关按钮-----------"); remoteController.offButtonWasPushed(1); System.out.println("--------按下撤销按钮-----------"); remoteController.undoButtonWasPushed(); } } ``` 输出如下 --------按下灯的开按钮----------- 电灯打开了.. --------按下灯的关按钮----------- 电灯关闭了.. --------按下撤销按钮----------- 电灯打开了.. =========使用遥控器操作电视机========== --------按下电视机的开按钮----------- 电视机打开了.. --------按下电视机的关按钮----------- 电视机关闭了.. --------按下撤销按钮----------- 电视机打开了.. # 总结 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. 命令模式不足：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。
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