【设计模式|行为型】命令模式（Command Pattern）

说明

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装为一个对象，以便在不同的请求者和接收者之间进行解耦、参数化和操作的队列化。命令模式允许你将具体的请求封装为对象，这些对象之间彼此独立，并且可以用不同的请求对客户端进行参数化。

结构

• 命令接口（Command）：声明执行命令的方法。
• 具体命令类（Concrete Command）：实现命令接口，负责执行具体的操作。
• 接收者类（Receiver）：包含了具体的操作方法，由具体命令类调用。
• 请求者类（Invoker）：持有命令对象，并在需要时调用命令的执行方法。

工作原理

1. 创建命令接口，并声明执行命令的方法，如execute()。
2. 创建具体命令类，实现命令接口，并在execute()方法中调用接收者类的具体操作方法。
3. 创建接收者类，包含了具体的操作方法。
4. 创建请求者类，持有命令对象，在需要时调用命令的execute()方法。

优点

• 解耦请求者和接收者：命令模式将请求者和接收者之间解耦，使得它们可以独立变化，互不影响。
• 可扩展性：可以轻松添加新的命令类和接收者类，而不会影响已有的代码。
• 可撤销操作：可以通过维护一个命令历史栈，实现对命令的撤销和重做。

缺点

• 增加了类和对象的数量：引入命令对象和接收者类，会增加系统中的类和对象的数量。
• 代码结构复杂化：使用命令模式需要定义许多新的类和接口，因此会增加代码结构的复杂性。

使用场景

• 需要将请求者和接收者解耦，以便能够在不同的请求者和接收者之间进行灵活的变动和组合。
• 需要支持撤销操作。
• 需要将一系列的操作队列化，即可以将命令对象存储在列表中，并按顺序执行。

示例

下面以一个简单的股票交易系统为例，介绍命令模式的应用。

假设我们有一个股票交易系统，我们希望实现以下功能：

• 可以买入股票（BuyStock命令）。
• 可以卖出股票（SellStock命令）。
• 可以撤销上一次的交易操作（Undo命令）。

首先，我们定义命令接口Command，声明了一个execute()方法：

public interface Command {void execute();
}

然后，我们创建具体的买入股票命令BuyStockCommand，实现了Command接口：

public class BuyStockCommand implements Command {private StockTrade stockTrade;public BuyStockCommand(StockTrade stockTrade) {this.stockTrade = stockTrade;}public void execute() {stockTrade.buy();}
}

再创建具体的卖出股票命令SellStockCommand，同样实现了Command接口：

public class SellStockCommand implements Command {private StockTrade stockTrade;public SellStockCommand(StockTrade stockTrade) {this.stockTrade = stockTrade;}public void execute() {stockTrade.sell();}
}

接下来，我们创建股票交易类StockTrade，它包含了具体的买入和卖出操作：

public class StockTrade {public void buy() {System.out.println("买入股票");}public void sell() {System.out.println("卖出股票");}
}

最后，我们创建请求者类StockBroker，它持有命令对象，并在需要时调用命令的execute()方法：

public class StockBroker {private Command buyStockCommand;private Command sellStockCommand;private Command undoCommand;public StockBroker(Command buyStockCommand, Command sellStockCommand, Command undoCommand) {this.buyStockCommand = buyStockCommand;this.sellStockCommand = sellStockCommand;this.undoCommand = undoCommand;}public void buyStock() {buyStockCommand.execute();}public void sellStock() {sellStockCommand.execute();}public void undo() {undoCommand.execute();}
}

现在，我们可以创建股票交易系统的实例，并进行操作：

public class CommandExample {public static void main(String[] args) {// 创建股票交易对象StockTrade stockTrade = new StockTrade();// 创建具体的命令对象Command buyStockCommand = new BuyStockCommand(stockTrade);Command sellStockCommand = new SellStockCommand(stockTrade);// 创建请求者对象StockBroker stockBroker = new StockBroker(buyStockCommand, sellStockCommand, buyStockCommand);// 执行买入操作stockBroker.buyStock(); // 买入股票// 执行卖出操作stockBroker.sellStock(); // 卖出股票// 撤销操作stockBroker.undo(); // 买入股票}
}

运行结果如下：

买入股票
卖出股票
买入股票