《JAVA設計模式》之命令模式(Command)


在閻宏博士的《JAVA與模式》一書中開頭是這樣描述命令(Command)模式的:

  命令模式屬於對象的行為模式。命令模式又稱為行動(Action)模式或交易(Transaction)模式。

  命令模式把一個請求或者操作封裝到一個對象中。命令模式允許系統使用不同的請求把客戶端參數化,對請求排隊或者記錄請求日志,可以提供命令的撤銷和恢復功能。

命令模式的結構

  命令模式是對命令的封裝。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開,委派給不同的對象。

  每一個命令都是一個操作:請求的一方發出請求要求執行一個操作;接收的一方收到請求,並執行操作。命令模式允許請求的一方和接收的一方獨立開來,使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口,更不必知道請求是怎么被接收,以及操作是否被執行、何時被執行,以及是怎么被執行的。

  命令允許請求的一方和接收請求的一方能夠獨立演化,從而具有以下的優點:

  (1)命令模式使新的命令很容易地被加入到系統里。

  (2)允許接收請求的一方決定是否要否決請求。

  (3)能較容易地設計一個命令隊列。

  (4)可以容易地實現對請求的撤銷和恢復。

  (5)在需要的情況下,可以較容易地將命令記入日志。

  下面以一個示意性的系統,說明命令模式的結構。

  命令模式涉及到五個角色,它們分別是:

  ●  客戶端(Client)角色:創建一個具體命令(ConcreteCommand)對象並確定其接收者。

  ●  命令(Command)角色:聲明了一個給所有具體命令類的抽象接口。

  ●  具體命令(ConcreteCommand)角色:定義一個接收者和行為之間的弱耦合;實現execute()方法,負責調用接收者的相應操作。execute()方法通常叫做執行方法。

  ●  請求者(Invoker)角色:負責調用命令對象執行請求,相關的方法叫做行動方法。

  ●  接收者(Receiver)角色:負責具體實施和執行一個請求。任何一個類都可以成為接收者,實施和執行請求的方法叫做行動方法。

源代碼

  接收者角色類

public class Receiver { /** * 真正執行命令相應的操作 */ public void action(){ System.out.println("執行操作"); } }

  抽象命令角色類

public interface Command { /** * 執行方法 */ void execute(); }

  具體命令角色類

public class ConcreteCommand implements Command { //持有相應的接收者對象 private Receiver receiver = null; /** * 構造方法 */ public ConcreteCommand(Receiver receiver){ this.receiver = receiver; } @Override public void execute() { //通常會轉調接收者對象的相應方法,讓接收者來真正執行功能  receiver.action(); } }

  請求者角色類

public class Invoker { /** * 持有命令對象 */ private Command command = null; /** * 構造方法 */ public Invoker(Command command){ this.command = command; } /** * 行動方法 */ public void action(){ command.execute(); } }

  客戶端角色類

public class Client { public static void main(String[] args) { //創建接收者 Receiver receiver = new Receiver(); //創建命令對象,設定它的接收者 Command command = new ConcreteCommand(receiver); //創建請求者,把命令對象設置進去 Invoker invoker = new Invoker(command); //執行方法  invoker.action(); } }

 

AudioPlayer系統

  小女孩茱麗(Julia)有一個盒式錄音機,此錄音機有播音(Play)、倒帶(Rewind)和停止(Stop)功能,錄音機的鍵盤便是請求者(Invoker)角色;茱麗(Julia)是客戶端角色,而錄音機便是接收者角色。Command類扮演抽象命令角色,而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具體命令類。茱麗(Julia)不需要知道播音(play)、倒帶(rewind)和停止(stop)功能是怎么具體執行的,這些命令執行的細節全都由鍵盤(Keypad)具體實施。茱麗(Julia)只需要在鍵盤上按下相應的鍵便可以了。

  錄音機是典型的命令模式。錄音機按鍵把客戶端與錄音機的操作細節分割開來。

  

  源代碼

  接收者角色,由錄音機類扮演

public class AudioPlayer { public void play(){ System.out.println("播放..."); } public void rewind(){ System.out.println("倒帶..."); } public void stop(){ System.out.println("停止..."); } }

  抽象命令角色類

public interface Command { /** * 執行方法 */ public void execute(); }

  具體命令角色類

public class PlayCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } /** * 執行方法 */ @Override public void execute() { myAudio.play(); } }
public class RewindCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.rewind(); } }
public class StopCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.stop(); } }

  請求者角色,由鍵盤類扮演

public class Keypad { private Command playCommand; private Command rewindCommand; private Command stopCommand; public void setPlayCommand(Command playCommand) { this.playCommand = playCommand; } public void setRewindCommand(Command rewindCommand) { this.rewindCommand = rewindCommand; } public void setStopCommand(Command stopCommand) { this.stopCommand = stopCommand; } /** * 執行播放方法 */ public void play(){ playCommand.execute(); } /** * 執行倒帶方法 */ public void rewind(){ rewindCommand.execute(); } /** * 執行播放方法 */ public void stop(){ stopCommand.execute(); } }

  客戶端角色,由茱麗小女孩扮演

public class Julia { public static void main(String[]args){ //創建接收者對象 AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); //創建命令對象 Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer); Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer); Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer); //創建請求者對象 Keypad keypad = new Keypad(); keypad.setPlayCommand(playCommand); keypad.setRewindCommand(rewindCommand); keypad.setStopCommand(stopCommand); //測試  keypad.play(); keypad.rewind(); keypad.stop(); keypad.play(); keypad.stop(); } }

運行結果如下:

宏命令

  所謂宏命令簡單點說就是包含多個命令的命令,是一個命令的組合。

  設想茱麗的錄音機有一個記錄功能,可以把一個一個的命令記錄下來,再在任何需要的時候重新把這些記錄下來的命令一次性執行,這就是所謂的宏命令集功能。因此,茱麗的錄音機系統現在有四個鍵,分別為播音、倒帶、停止和宏命令功能。此時系統的設計與前面的設計相比有所增強,主要體現在Julia類現在有了一個新方法,用以操作宏命令鍵。

  源代碼

  系統需要一個代表宏命令的接口,以定義出具體宏命令所需要的接口。

public interface MacroCommand extends Command { /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以添加一個成員命令 */ public void add(Command cmd); /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以刪除一個成員命令 */ public void remove(Command cmd); }

  具體的宏命令MacroAudioCommand類負責把個別的命令合成宏命令。

public class MacroAudioCommand implements MacroCommand { private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>(); /** * 宏命令聚集管理方法 */ @Override public void add(Command cmd) { commandList.add(cmd); } /** * 宏命令聚集管理方法 */ @Override public void remove(Command cmd) { commandList.remove(cmd); } /** * 執行方法 */ @Override public void execute() { for(Command cmd : commandList){ cmd.execute(); } } }

  客戶端類Julia

public class Julia { public static void main(String[]args){ //創建接收者對象 AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); //創建命令對象 Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer); Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer); Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer); MacroCommand marco = new MacroAudioCommand(); marco.add(playCommand); marco.add(rewindCommand); marco.add(stopCommand); marco.execute(); } }

  運行結果如下:

 

命令模式的優點

  ●  更松散的耦合

  命令模式使得發起命令的對象——客戶端,和具體實現命令的對象——接收者對象完全解耦,也就是說發起命令的對象完全不知道具體實現對象是誰,也不知道如何實現。

  ●  更動態的控制

  命令模式把請求封裝起來,可以動態地對它進行參數化、隊列化和日志化等操作,從而使得系統更靈活。

  ●  很自然的復合命令

  命令模式中的命令對象能夠很容易地組合成復合命令,也就是宏命令,從而使系統操作更簡單,功能更強大。

  ●  更好的擴展性

  由於發起命令的對象和具體的實現完全解耦,因此擴展新的命令就很容易,只需要實現新的命令對象,然后在裝配的時候,把具體的實現對象設置到命令對象中,然后就可以使用這個命令對象,已有的實現完全不用變化。

 

原文地址:《JAVA與模式》之命令模式


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