設計模式讀書筆記-----命令模式

         在開發過程中，我可能會需要向某些對象發送一些請求，但是我們不知請求的具體接收者是誰，也不知道被請求的操作是那個，我們只知道在程序運行中指定具體的請求接收者即可。打個比方，電視遙控器，我們只需要知道按那個按鈕能夠打開電視、關閉電視和換台即可，並不需要知道是怎么開電視、關電視和換台的。對於這種情況，我們可以采用命令模式來進行設計。

         一、基本定義                                                                                                           

         命令模式將請求封裝成對象，以便使用不同的請求、隊列或者日志來參數化其他對象。命令模式支持可撤銷的操作。

         命令模式可以對發送者額接受者完全解耦，發送者也接收者之間並沒有直接的聯系，發送者只需要知道如何發送請求，不需要關心請求是如何完成了。這就是命令模式，命令模式將方法調用給封裝起來了。

 

         二、模式結構                                                                                                          

         從上圖可以看出命令模式包含如下幾個角色：

            Command: 抽象命令類

            ConcreteCommand: 具體命令類

            Invoker: 調用者

            Receiver: 接收者

            Client:客戶類

         命令模式的本質就在於將命令進行封裝，將發出命令的責任和執行命令的責任分開，是的發送者只需要知道如何發送命令即可，不需要命令是如何實現的，甚至命令執行是否成功都不需要理會。同時命令模式使得請求也變成了一個對象，它像其他對象一樣可以被存儲和傳遞。

 

         三、模式實現                                                                                                          

         這里以電視機為例。電視劇是請求的接受者，遙控器是請求的發送者，遙控器上有一些按鈕，不同的按鈕對應着不同的操作。在這里遙控器需要執行三個命令：打開電視機、關閉電視機、換台。

         UML圖：

         代碼的實現

         抽象命令類：Command.java

/**
 * Command命令接口，為所有的命令聲明一個接口。所有的命令都應該實現它
 */
public interface Command {
    public void execute();
}

         電視機類：Television.java

public class Television {
    public void open(){
        System.out.println("打開電視機......");
    }
    
    public void close(){
        System.out.println("關閉電視機......");        
    }
    
    public void changeChannel(){
        
        System.out.println("切換電視頻道......");
    }
}

         遙控器類：Controller.java

public class Controller {
    private Command openTVCommand;
    private Command closeTVCommand;
    private Command changeChannelCommand;
    
    public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
        this.openTVCommand = openTvCommand;
        this.closeTVCommand = closeTvCommand;
        this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
    }
    
    /**
     * 打開電視劇
     */
    public void open(){
        openTVCommand.execute();
    }
    
    /**
     * 關閉電視機
     */
    public void close(){
        closeTVCommand.execute();
    }
    
    /**
     * 換頻道
     */
    public void change(){
        
        changeChannelCommand.execute();
    }
    
}

         遙控器的三個按鈕

public class OpenTvCommand implements Command{
    private Television tv;
    
    public OpenTvCommand(){
        tv = new Television();
    }
    
    public void execute() {
        tv.open();
    }

}

 

public class ChangeChannelCommand implements Command{
    private Television tv;
    
    public ChangeChannelCommand(){
        tv = new Television();
    }
    
    public void execute() {
        tv.changeChannel();
    }

}

public class CloseTvCommand implements Command{
    private Television tv;
    
    public CloseTvCommand(){
        tv = new Television();
    }
    
    public void execute() {
        tv.close();
    }
    
}

         客戶端：Client.java

public class Client {
        public static void main(String a[])
        {
            Command openCommand,closeCommand,changeCommand;
            
            openCommand = new OpenTvCommand();
            closeCommand = new CloseTvCommand();
            changeCommand = new ChangeChannelCommand();
            
            Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);
            
            control.open();           //打開電視機
            control.change();         //換頻道
            control.close();          //關閉電視機
        }

}

         運行結果

 

         四、模式優缺點                                                                                                        

         優點

             1. 降低了系統耦合度

             2. 新的命令可以很容易添加到系統中去。

         缺點

             使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類。

 

         五、模式使用場景                                                                                                

             1.系統需要將請求調用者和請求接收者解耦，使得調用者和接收者不直接交互。

             2.系統需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求。

             3.系統需要支持命令的撤銷(Undo)操作和恢復(Redo)操作。

             5.系統需要將一組操作組合在一起，即支持宏命令。

 

         六、模式擴展                                                                                                        

             1. 撤銷命令

             在電視遙控器中，我們還有這樣一個按鈕，那就是返回。用於切換到上面一個頻道中去。在命令模式中也支持撤銷操作，在這里我們只需要記錄上一個頻道，然后將上一個頻道傳入即可。

             在這里將Command進行一個簡單的修改：將execute()改為execute(int I );i表示頻道，用於進行頻道切換。

/**
 * Command命令接口，為所有的命令聲明一個接口。所有的命令都應該實現它
 */
public interface Command {
    /**
     * 為了方便切換頻道，這里使用參數i將頻道傳遞
     * @param i
     */
    public void execute(int i);
}

       然后在Controller中添加channelUndo()方法，用於進行頻道返回。並且需要進行一些簡單的修改。

public class Controller {
    private Command openTVCommand;
    private Command closeTVCommand;
    private Command changeChannelCommand;
    
    public int nowChannel = 0;       //當前頻道
    public int priorChannel;     //前一個頻道，用於執行返回操作
    
    public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
        this.openTVCommand = openTvCommand;
        this.closeTVCommand = closeTvCommand;
        this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
    }
    
    /**
     * 打開電視劇
     */
    public void open(){
        openTVCommand.execute(0);
    }
    
    /**
     * 關閉電視機
     */
    public void close(){
        closeTVCommand.execute(0);
    }
    
    /**
     * 換頻道：只在當前頻道遞增
     */
    public void change(){
        priorChannel = nowChannel;            //換頻道前記錄當前頻道
        nowChannel++;       //頻道+1
        changeChannelCommand.execute(nowChannel);
    }
    
    /**
     * 頻道返回
     */
    public void ChannelUndo(){
        changeChannelCommand.execute(priorChannel);          //將以前的頻道傳入
        //當前頻道與前一個頻道進行互換
        int tempChannel;
        tempChannel = priorChannel;
        priorChannel = nowChannel;
        nowChannel = tempChannel;
    }
}

             客戶端

 

public class Client {
        public static void main(String a[])
        {
            Command openCommand,closeCommand,changeCommand;
            
            openCommand = new OpenTvCommand();
            closeCommand = new CloseTvCommand();
            changeCommand = new ChangeChannelCommand();
            
            Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);
            
            control.open();           //打開電視機
            control.change();         //換頻道
            control.change();
            control.ChannelUndo();
            control.ChannelUndo();
            control.ChannelUndo();
            control.close();          //關閉電視機
        }

}

             運行結果。

 

         七、總結                                                                                                                 

             1. 命令模式的本質就是將命令對象進行封裝打包，將發出命令的責任和執行命令的責任進行割開。

             2. 命令模式中發送者只需要知道如何發送請求命令，無須關心命令執行具體過程。

             3. 在發送者和接收者兩者間是通過命令對象進行溝通的。請求命令本身就當做一個對象在兩者間進行傳遞，它封裝了接收者和一組動作。

             4. 命令模式支持撤銷。

             5. 命令模式隊列請求和日志請求。