Java 设计模式中的命令模式详情

模式介绍

• 命令模式(Command Pattern) :在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计。

• 命名模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦。

• 在命名模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名)，同时命令模式也支持可撤销的操作。

UML类图

类图解析:

• Invoker:是调用者角色。

• Command:是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类

• ConcreteCommand: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、undo方法

• Receiver:接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作

命令模式案例

案例解析：智能家居，通过一个遥控器控制家里的智能设备

Command接口类

public interface Command {

/**
    * 执行操作
    */
   void execute();

/**
    * 撤销操作
    */
   void undo();
}

LightReceiver、CurtainReceiver信号接收者

public class LightReceiver {

public void on() {
       System.out.println("开灯...");
   }
   public void off() {
       System.out.println("关灯....");
   }
}

public class CurtainReceiver {
   public void on() {
       System.out.println("打开窗帘...");
   }

public void off() {
       System.out.println("关闭窗帘...");
   }
}

Command具体实现子类CurtainOnCommand、CurtainOffCommand、LightOnCommand、LightOffCommand、NoCommand

public class CurtainOnCommand implements Command {
   private CurtainReceiver curtain;

public CurtainOnCommand(CurtainReceiver curtainReceiver) {
       this.curtain = curtainReceiver;
   }

@Override
   public void execute() {
       curtain.on();
   }

@Override
   public void undo() {
       curtain.off();
   }
}

public class CurtainOffCommand implements Command {
   private CurtainReceiver curtainReceiver;

public CurtainOffCommand(CurtainReceiver curtainReceiver) {
       this.curtainReceiver = curtainReceiver;
   }

@Override
   public void execute() {
       curtainReceiver.off();
   }

@Override
   public void undo() {
       curtainReceiver.on();
   }
}

public class LightOnCommand implements Command {
   // 聚合LightReceiver
   private LightReceiver light;

public LightOnCommand(LightReceiver light) {
       this.light = light;
   }

@Override
   public void execute() {
       light.on();
   }

@Override
   public void undo() {
       light.off();
   }
}

public class LightOffCommand implements Command {
   // 聚合LightReceiver
   private LightReceiver light;

public LightOffCommand(LightReceiver light) {
       this.light = light;
   }

@Override
   public void execute() {
       light.off();
   }

@Override
   public void undo() {
       light.on();
   }
}

/**
* 用于初始化每个按钮
*/
public class NoCommand implements Command {
   @Override
   public void execute() {
       System.out.println("do nothing...");
   }

@Override
   public void undo() {
       System.out.println("do nothing...");
   }
}

RemoteController调用者

public class RemoteController {
   // 开命令数组
   private Command[] onCommands;
   // 关命令数组
   private Command[] offCommands;

// 撤销命令位置
   private int no;
   // 撤销命令是否为按下命令
   private Boolean isOn;

/**
    * 初始化
    */
   public RemoteController() {
       this.onCommands = new Command[5];
       this.offCommands = new Command[5];

for (int i = 0; i < 5; i++) {
           onCommands[i] = new NoCommand();
           offCommands[i] = new NoCommand();
       }
   }

/**
    * 设置一行中的按钮
    * @param no
    * @param onCommand
    * @param offCommand
    */
   public void setCommand(int no,Command onCommand,Command offCommand) {
       onCommands[no] = onCommand;
       offCommands[no] = offCommand;
   }

/**
    * 开按钮按下
    * @param no
    */
   public void onButtonPushed(int no){
       // 调用按钮方法
       onCommands[no].execute();
       // 记录撤销按钮
       this.no = no;
       isOn = true;
   }

/**
    * 关按钮按下
    * @param no
    */
   public void offButtonPushed(int no) {
       // 调用按钮方法
       offCommands[no].execute();
       // 记录撤销按钮
       this.no = no;
       isOn = false;
   }

public void undo() {
       if (isOn) {
           onCommands[no].undo();
       } else {
           offCommands[no].undo();
       }
       isOn = !isOn;
   }
}

Client测试类

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
       // 接收者
       LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
       CurtainReceiver curtainReceiver = new CurtainReceiver();

// 命令
       Command lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
       Command lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
       Command curtainOnCommand = new CurtainOnCommand(curtainReceiver);
       Command curtainOffCommand = new CurtainOffCommand(curtainReceiver);
       // 执行者
       RemoteController remoteController = new RemoteController();
       remoteController.setCommand(0,lightOnCommand,lightOffCommand);
       remoteController.setCommand(1,curtainOnCommand,curtainOffCommand);
       System.out.print("开灯按钮\t");
       remoteController.onButtonPushed(0);
       System.out.print("撤销按钮\t");
       remoteController.undo();
       System.out.print("撤销按钮\t");
       remoteController.undo();
       System.out.print("关灯按钮\t");
       remoteController.offButtonPushed(0);

System.out.println("------------------");
       System.out.print("开窗帘按钮\t");
       remoteController.onButtonPushed(1);
       System.out.print("撤销按钮 \t");
       remoteController.undo();
       System.out.print("撤销按钮 \t");
       remoteController.undo();
       System.out.print("关窗帘按钮\t");
       remoteController.offButtonPushed(1);
   }
}

测试结果:

个人优化方案(仅供参考):

命令模式的注意事项和细节

• 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的execute(方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说:&rdquo;请求发起者&rdquo;和&ldquo;请求执行者&rdquo;之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。

• 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。

• 容易实现对请求的撤销和重做。

• 命令模式不足:可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在在使用的时候要注意。

• 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。

• 命令模式经典的应用场景:界面的一个按钮都是一条命令、模拟CMD (DOS命令)订单的撤销/恢复、触发-反馈机制。

来源：https://blog.51cto.com/learningfish/5410177