设计模式之命令模式详解（Command Pattern）
在软件开发系统中，常常出现“方法的请求者”与“方法的实现者”之间存在紧密的耦合关系。这不利于软件功能的扩展与维护。例如，想对行为进行“撤销、重做、记录”等处理都很不方便，因此“如何将方法的请求者与方法的实现者解耦？”变得很重要，命令模式能很好地解决这个问题。
在现实生活中，这样的例子也很多，例如，电视机遥控器（命令发送者）通过按钮（具体命令）来遥控电视机（命令接收者），还有计算机键盘上的“功能键”等。
命令模式的定义与特点
命令（Command）模式的定义如下：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割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。
命令模式的优点：
- 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。
- 容易实现对请求的撤销和重做
- 增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，它满足“开闭原则”，对扩展比较灵活。
- 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
缺点：可能产生大量具体命令类。因为计对每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这将增加系统的复杂性。
命
命令模式的原理类图与角色说明
角色说明
- Invoker: 是请求的发送者，它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。
- Command: 声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
- Receiver: 实现者/接受者角色，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。
- ConcreteCommand: 是抽象命令类的具体实现类，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。
命令模式的具体实现
以遥控器为实例运用命令模式
Command（执行命令的接口）
//创建命令接口
public interface Command {
//执行动作(操作)
public void execute();
//撤销动作(操作)
public void undo();
}
ConcreteCommand（抽象命令类的具体实现类）
//开灯命令
public class LightOffCommand implements Command {
// 聚 合 LightReceiver
LightReceiver light;
// 构造器
public LightOffCommand(LightReceiver light) { super();
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();
}
}
//关灯命令
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();
}
}
/**
* 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
* 其实，这样是一种设计模式, 可以省掉对空判断
*/
public class NoCommand implements Command {
@Override
public void execute() {
}
@Override
public void undo() {
}
}
Receiver（实现者/接受者）
//开关灯的具体实现
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.. ");
}
}
Invoker（请求的发送者）
//遥控器类
public class RemoteController {
// 开 按钮的命令数组
Command[] onCommands;
Command[] offCommands;
// 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) { // no 0
// 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];
}
// 按下开按钮
public void offButtonWasPushed(int no) { // no 0
// 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();
}
}
客户端调用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//使用命令设计模式，完成通过遥控器，对电灯的操作
//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();
}
}
/*
输出结果:
--------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..
*/
注：
上述的NoCommand类是一个空命令，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。