设计模型之命令模式
1. 命令模式
1.1 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。
命令模式的主要优点如下：
- 降低系统的耦合度。
- 命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
- 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。
- 可以实现宏命令。
- 命令模式可以与组合模式结合，将多个命令装配成一个组合命令，即宏命令。
- 方便实现 Undo 和 Redo 操作。
- 命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复。
命令模式的缺点是：
- 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。
1.2 模式的结构
命令模式包含以下主要角色：
- 抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
- 具体命令角色（Concrete
Command）角色：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。 - 实现者/接收者（Receiver）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。
- 调用者/请求者（Invoker）角色：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。
1.3 问题由来
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（方法的请求者）遥控电视机（命令接收者）
代码示例如下：
/**
* @author tbb
* 家用电器类
*/
public abstract class HouseholdElectricalAppliances
{
abstract String kind();
abstract void open();
abstract void close();
}
/**
* @author tbb
* 空调
*/
public class AirConditioning extends HouseholdElectricalAppliances {
@Override
public void open()
{
System.out.println("打开" + kind());
}
@Override
public void close()
{
System.out.println("关闭" + kind());
}
@Override
String kind() {
return "空调";
}
}
/**
* @author tbb
* 电视类
*/
public class Tv extends HouseholdElectricalAppliances
{
@Override
public void open()
{
System.out.println("打开" + kind());
}
@Override
public void close()
{
System.out.println("关闭" + kind());
}
@Override
String kind() {
return "电视";
}
}
/**
* @author tbb
* 控制器
*/
public class Control
{
public void open(HouseholdElectricalAppliances hea)
{
hea.open();
}
public void close(HouseholdElectricalAppliances hea)
{
hea.close();
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Tv tv = new Tv();
Control control = new Control();
AirConditioning airConditioning = new AirConditioning();
control.open(tv);
control.close(tv);
control.open(airConditioning);
control.close(airConditioning);
/*
打开电视
关闭电视
打开空调
关闭空调
*/
}
}
1.4 解决思路
解决方法就是采用命令模型，第一步将“方法的请求者”与“方法的实现者”进行解耦，例如将电视机遥控器（方法的请求者）和遥控电视机（方法的实现者）解耦，分为电视机遥控器（命令发送者）通过按钮（具体命令）来遥控电视机（命令接收者）。
1.5 UML类图
1.6 解决方案
/**
* @author tbb
* 命令
*/
public interface Command
{
void execute();
}
/**
* @author tbb
* 打开命令
*/
public class OpenCommand implements Command
{
private HouseholdElectricalAppliances hev;
@Override
public void execute()
{
this.hev.open();
}
public OpenCommand(HouseholdElectricalAppliances hev) {
super();
this.hev = hev;
}
}
/**
* @author tbb
* 关闭命令
*/
public class CloseCommand implements Command
{
private HouseholdElectricalAppliances hev;
@Override
public void execute()
{
hev.close();
}
public CloseCommand(HouseholdElectricalAppliances hev) {
super();
this.hev = hev;
}
}
/**
* @author tbb
* 控制器
*/
public abstract class Control
{
abstract void open();
abstract void close();
}
/**
* @author tbb
* 家电类控制器
*/
public class HouseholdElectricalControl extends Control{
private Command openCommand;
private Command closeCommand;
public HouseholdElectricalControl(OpenCommand openCommand,CloseCommand closeCommand) {
super();
this.openCommand = openCommand;
this.closeCommand = closeCommand;
}
@Override
void open()
{
this.openCommand.execute();
}
@Override
void close()
{
this.closeCommand.execute();
}
}
/**
* @author tbb
* 家用电器类
*/
public abstract class HouseholdElectricalAppliances
{
abstract String kind();
abstract void open();
abstract void close();
}
/**
* @author tbb
* 空调
*/
public class AirConditioning extends HouseholdElectricalAppliances {
@Override
public void open()
{
System.out.println("打开" + kind());
}
@Override
public void close()
{
System.out.println("关闭" + kind());
}
@Override
String kind() {
return "空调";
}
}
/**
* @author tbb
* 电视类
*/
public class Tv extends HouseholdElectricalAppliances
{
@Override
public void open()
{
System.out.println("打开" + kind());
}
@Override
public void close()
{
System.out.println("关闭" + kind());
}
@Override
String kind() {
return "电视";
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Tv tv = new Tv();
OpenCommand openCommand = new OpenCommand(tv);
CloseCommand closeCommand = new CloseCommand(tv);
HouseholdElectricalControl control = new HouseholdElectricalControl(openCommand, closeCommand);
control.open();
control.close();
AirConditioning airConditioning = new AirConditioning();
openCommand = new OpenCommand(airConditioning);
closeCommand = new CloseCommand(airConditioning);
control = new HouseholdElectricalControl(openCommand, closeCommand);
control.open();
control.close();
/*
打开电视
关闭电视
打开空调
关闭空调
*/
}
}
