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设计模式使用场景实现示例及优缺点（行为型模式——命令模式）

news 来源：原创 2024/9/20 15:05:51

从前，在一个美丽而神秘的王国里，住着一位智慧而仁慈的国王。他不仅以其公正和睿智著称，还因为他对知识的热爱和追求。他的王国繁荣昌盛，人们生活幸福安康。但即便如此，国王知道，要维持这种繁荣与和平，需要不断学习和改进。

一天，国王召集了他的三位最信任的大臣：战士将军艾里克、魔法师梅琳达和工程师菲利克斯。他告诉他们，他听说在遥远的东方，有一种古老的智慧，名为“命令模式”。这种智慧可以将复杂的请求转化为简洁有力的命令，从而使整个王国的管理更加高效。

将军艾里克是个果敢的人，他立刻提议亲自前往东方寻找这种智慧。梅琳达和菲利克斯也表示愿意一同前往。于是，三人开始了他们的冒险旅程。

他们跋山涉水，穿越了茂密的森林和险峻的山脉，终于来到了一个传说中的智慧之城。在那里，他们遇到了一位古老的智者。智者同意教他们命令模式的秘密，但前提是他们必须通过三个试炼。

第一个试炼是智慧试炼。智者给他们出了一个难题：如何将一个复杂的请求简化为一个简单的命令？梅琳达用她的魔法力量，展示了如何将繁琐的法术步骤封装在一个简单的魔法卷轴中，完美地解决了难题。

第二个试炼是勇气试炼。智者让他们面对一头凶猛的巨龙，并要求他们在不伤害巨龙的情况下，取回巨龙守护的宝物。将军艾里克利用他的勇气和智慧，使用命令模式中的“请求撤销”原理，指挥巨龙一步步离开宝物，最终成功取回宝物。

最后一个试炼是团队合作试炼。智者让他们设计一个系统，使得城市中的每个居民都能轻松发出请求，并能得到迅速响应。菲利克斯用他的工程知识，设计了一套基于命令模式的系统，每个请求都被封装成一个对象，并根据需要进行排队、记录和执行。三人齐心协力，完美地通过了试炼。

智者对他们的表现非常满意，将命令模式的所有秘密传授给了他们。三人带着智慧的结晶，回到了王国。他们将命令模式应用到王国的各个领域，管理变得更加高效，人民的生活也更加便利。

从那以后，这个王国不仅以其繁荣与和平著称，还以其先进的管理系统闻名于世。而将军艾里克、魔法师梅琳达和工程师菲利克斯，也被人们称颂为智慧与勇气的化身。他们的冒险故事，也成为了世代相传的美谈。

命令模式（Command Pattern）

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装成一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，队列或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。在命令模式中，请求被封装为一个对象，这个对象包含了执行请求的方法，以及所有必要的参数。这样，客户端只需创建并传递一个命令对象给调用者，而无需关心具体的实现细节。

核心组件

Command（命令）：定义了执行请求的接口。
ConcreteCommand（具体命令）：实现了命令接口，负责调用请求的接收者来执行请求。
Receiver（接收者）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
Invoker（调用者）：要求命令执行请求的对象。
Client（客户端）：创建具体命令对象并设置其接收者。

适用场景

需要将请求发送者和请求接收者解耦：
- 命令模式允许请求发送者和接收者独立变化，互不影响。
需要支持命令的排队、记录请求日志、撤销操作等功能：
- 命令模式可以轻松地扩展这些功能。
需要将一组操作组合在一起形成一个命令：
- 命令模式可以将多个操作封装成一个命令对象。

实现实例

基于命令模式（Command Pattern）的遥控器控制家电的系统。

命令接口（Command Interface）

定义了执行命令的方法。

public interface Command {void execute(); // 执行命令的方法
}

具体命令（Concrete Command）

实现了命令接口，负责调用接收者执行具体操作。

LightOnCommand

public class LightOnCommand implements Command {private Light light; // 接收者对象public LightOnCommand(Light light) {this.light = light;}public void execute() {light.turnOn(); // 调用接收者的方法}
}

LightOffCommand

public class LightOffCommand implements Command {private Light light; // 接收者对象public LightOffCommand(Light light) {this.light = light;}public void execute() {light.turnOff(); // 调用接收者的方法}
}

接收者（Receiver）

知道如何实施与执行请求相关的操作。

public class Light {public void turnOn() {System.out.println("Light is on"); // 执行打开灯的操作}public void turnOff() {System.out.println("Light is off"); // 执行关闭灯的操作}
}

调用者（Invoker）

要求命令执行请求的对象。

public class RemoteControl {private Command command; // 当前命令对象public void setCommand(Command command) {this.command = command; // 设置命令对象}public void pressButton() {command.execute(); // 执行当前命令}
}

客户端代码（Client Code）

演示如何使用命令模式。

public class Client {public static void main(String[] args) {Light livingRoomLight = new Light(); // 创建接收者对象Command lightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight); // 创建打开灯的命令Command lightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight); // 创建关闭灯的命令RemoteControl remoteControl = new RemoteControl(); // 创建调用者对象remoteControl.setCommand(lightOn); // 设置打开灯的命令remoteControl.pressButton(); // 执行打开灯的命令remoteControl.setCommand(lightOff); // 设置关闭灯的命令remoteControl.pressButton(); // 执行关闭灯的命令}
}

解释

命令接口（Command Interface）：定义了 execute() 方法，所有具体命令类都必须实现这个方法。
具体命令（Concrete Command）：实现 Command 接口，负责调用接收者对象的具体操作。LightOnCommand 和 LightOffCommand 分别负责打开和关闭灯光。
接收者（Receiver）：Light 类知道如何执行具体操作，如打开和关闭灯光。
调用者（Invoker）：RemoteControl 类持有一个命令对象，通过 setCommand() 方法设置当前命令，并通过 pressButton() 方法执行命令。
客户端代码（Client Code）：客户端代码创建具体的接收者、命令和调用者对象，并通过设置和执行命令来控制灯光的开关。

这种设计模式的优势在于将请求的发送者和接收者解耦，使得系统更灵活，可以在不修改调用者代码的情况下新增或更改命令。

优缺点

优点

降低发送者和接收者之间的耦合：
- 发送者只需要知道如何发送命令，而不需要了解接收者的具体实现。
容易扩展新命令：
- 可以很容易地增加新的具体命令类。
支持撤销和重做操作：
- 可以通过保存历史命令实现撤销和重做功能。

缺点

可能会导致过多的具体命令类：
- 如果系统中命令较多，可能会导致类的数量增加。

类图

+----------------+         +------------------+
|   Command      |-------->|   ConcreteCommand|
+----------------+         +------------------+
| + execute()    |         | + execute()      |
+----------------+         +------------------+
|                |         |
+----------------+         ||+-------------------+--------+----------------+|                   |                 |                |
+---------------+ +-----------------+ +----------------+ +--------------+
|     Receiver  | |  LightOnCommand | |  LightOffCommand| | ...          |
+---------------+ +-----------------+ +----------------+ +--------------+
| + action()    | | + execute()      | | + execute()     | | + execute()   |
+---------------+ +-----------------+ +----------------+ +--------------+