一、概述
命令模式将“请求”封装成对象,以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。
二、解决问题
假设我们买了一套智能家电,有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机,我们只要在手机上安装app就可以控制对这些家电工作。那么问题来了,这些智能家电来自不同的厂家,我们是不是要对每个厂家的家电都安装一个app呢?毫无疑问,我们肯定不想安装那么多的app,我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电。要实现一个app控制所有智能家电的需要,每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给app调用,这个时候命令模式就可以发挥作用了。命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来,在我们的例子中,动作的请求者是手机app,动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。
三、结构类图
四、成员角色
客户端(Client):创建具体命令对象,并设置命令对象的接收者。
调用者(Invoke):持有命令对象的引用,在某个时间点执行命令对象的方法。
命令接口(Command):定义命令对象的共有的方法,具体命令对象必须实现这些方法。
具体命令对象(ConcreteCommand):实现命令接口的方法,操纵接收者的执行相关动作。
接收者(Receiver):请求的执行者,其方法被具体命令对象调用。
五、应用实例
好了,让我们来简化一下手机app,假如它的界面如下所示,我们可以设置每一行按键对应的电器,我们设置第一行按键为电灯的开关,第二行按键为电视开关。下面就实现这个app的功能。
第一步,创建电灯和电视对象,就是接收者
package command.pattern; //灯对象 public class LightObj { public void on(){ System.out.println("灯打开了"); } public void off(){ System.out.println("灯关闭了"); } }
package command.pattern; //电视对象 public class TVObj { public void on(){ System.out.println("电视打开了"); } public void off(){ System.out.println("电视关闭了"); } }
第二步,创建命令接口和空命令
package command.pattern; //定义命令接口 public interface Command { //执行动作 public void execute(); //撤销动作 public void undo(); }
package command.pattern; //没有任何命令,用于初始化每个按键,当调用空命令时,对象什么事情都不做, //有些时候这也是一种设计模式,因为它为我们省去判空的操作 public class NoCommand implements Command{ public void execute() { } public void undo() { } }
第三步、创建电灯开关命令
package command.pattern; //打开电灯命令 public class LightOnCommand implements Command{ LightObj light; public LightOnCommand(LightObj light) { super(); //设置接收者 this.light = light; } //执行请求 public void execute() { //调用接收者的方法 light.on(); } //撤销请求 public void undo() { light.off(); } }
package command.pattern; //电灯的关闭命令 public class LightOffCommand implements Command{ LightObj light; public LightOffCommand(LightObj light) { super(); //设置接收者 this.light = light; } //执行请求 public void execute() { light.off(); } //撤销请求 public void undo() { light.on(); } }
第四步、创建电视开关命令
package command.pattern; //打开电视命令 public class TVOnCommand implements Command{ TVObj tv; public TVOnCommand(TVObj tv){ this.tv = tv; } //执行请求 public void execute() { tv.on(); } //撤销请求 public void undo() { tv.off(); } }
package command.pattern; //关闭电视命令 public class TVOffCommand implements Command{ TVObj tv; public TVOffCommand(TVObj tv){ this.tv = tv; } //执行请求 public void execute() { tv.off(); } //撤销请求 public void undo() { tv.on(); } }
第五步、创建调用者
package command.pattern; //调用者 public class RemoteControl { //开按钮命令数组 Command[] onCommands; //关按钮命令数组 Command[] offCommands; //撤销执行的命令 Command undoCommand; public RemoteControl(){ onCommands = new Command[5]; offCommands = new Command[5]; for(int i = 0;i < 5;i++){ onCommands[i] = new NoCommand(); offCommands[i] = new NoCommand(); } } public void setCommand(int slot,Command onCommand,Command offCommand){ onCommands[slot] = onCommand; offCommands[slot] = offCommand; } //按下开按钮 public void onButtonWasPushed(int slot){ onCommands[slot].execute(); //保存最后一次操作,用于撤销操作 undoCommand = onCommands[slot]; } //按下关按钮 public void offButtonWasPushed(int slot){ offCommands[slot].execute(); //保存最后一次操作,用于撤销操作 undoCommand = offCommands[slot]; } public void undoButtonWasPushed(){ undoCommand.undo(); } }
第六步、测试手机app
package command.pattern; public class RemoteControlTest { public static void main(String[] args){ //创建电灯对象 LightObj light = new LightObj(); //创建电视对象 TVObj tv = new TVObj(); //创建电灯和电视的开关命令 Command lingOnCommand = new LightOnCommand(light); Command lingOffCommand = new LightOffCommand(light); Command tvOnCommand = new TVOnCommand(tv); Command tvOffCommand = new TVOffCommand(tv); RemoteControl remote = new RemoteControl(); //把第一行的按钮设置为电灯的开关 remote.setCommand(0, lingOnCommand, lingOffCommand); System.out.println("-----按下灯的开按钮-----"); remote.onButtonWasPushed(0); System.out.println("-----按下灯的关按钮-----"); remote.offButtonWasPushed(0); System.out.println("-----按下撤销键-----"); remote.undoButtonWasPushed(); //把第二行的按钮设置为电视的开关 remote.setCommand(1, lingOnCommand, lingOffCommand); System.out.println("-----------------------"); System.out.println("-----按下电视的开按钮-----"); remote.onButtonWasPushed(1); System.out.println("-----按下电视的关按钮-----"); remote.offButtonWasPushed(1); System.out.println("-----按下撤销键-----"); remote.undoButtonWasPushed(); } }
运行结果:
六、优点和缺点
1、优点
(1)、将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象时调用者,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。就拿上面的手机app例子来说,不管什么品牌的智能电器,你只要实现统一的命令接口,并告诉手机app你的具体命令什么,手机app就可以控制你的工作,而不必知道你是什么品牌的电器。
(2)、有很好的扩展性。新增一个具体命令对象不会影响到其他命令对象,所以很容易增加一个具体命令类。
(3)、很容易地设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队,我们就可以多线程的执行命令。
(4)、可以容易地实现对请求的撤销和重做。
(5)、可以实现命令日志,当需要系统瘫痪时直接从命令日志恢复系统。
2、缺点
(1)、由于一个命令对应一个接收者动作,当接收者动作过多时,会创建很多命令对象,增加了系统的复杂度。
七、使用场合
(1)、当需要一个对象执行某个动作,但并不知道或者无须知道接收者是什么对象时使用。
(2)、当需要连续或者同时控制多个对象执行动作时,可以运用命令模式把每个动作封装成一个命令,组成命令队列。只要操纵该队列的命令就可以控制多个对象执行相关动作。
(3)、当需要考虑系统恢复时,可以使用命令日志。
八、总结
1、”请求发起者”和“请求执行者”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。
2、空命令也可以说是一种设计模式,它为我们省去了判空的操作。在上面的应用实例中,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,你不判空的话,程序可能会空指针异常,判空又会带来很多重复的操作。
//按下开按钮,判空 public void onButtonWasPushedWithNull(int slot){ //判断命令是否为空 if(onCommands[slot] != null){ onCommands[slot].execute(); //保存最后一次操作,用于撤销操作 undoCommand = onCommands[slot]; } }