设计模式行为型——命令模式

目录

什么是命令模式     

命令模式的实现

命令模式角色

命令模式类图

命令模式举例

命令模式代码实现

命令模式的特点

优点

缺点

使用场景

注意事项

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什么是命令模式     

        命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。是对命令的封装，每一个命令都是一个操作，请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。

        在软件系统中，方法的请求者与方法的实现者总是存在着紧密的耦合关系，这不利于扩展和维护。如何将“行为请求者”与“行为实现者”解耦？将一组行为抽象为对象，实现二者之间的松耦合，变得很重要，命令模式能很好地解决这个问题。

命令模式的实现

        命令模式将请求以命令的形式包裹在对象里面，传递给调用对象，调用对象寻找匹配该命令的对象，将命令给该对象执行。其调用过程主要分为了三步：

1. 命令被包裹在请求对象里，传递给调用对象。
2. 调用对象查找匹配该命令（可以处理该命令）的对象，将该命令传递给匹配的对象。
3. 该对象执行传递给它的命令。

命令模式角色

接收者角色(Receiver)：该类负责具体实施或执行一个请求，真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者，只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
命令角色(Command)：定义需要执行的所有命令行为，需要执行的命令都在这里声明。
具体命令角色(ConcreteCommand)：命令接口实现对象，是“虚”的实现；该类内部通常会持有接收者，并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
请求者角色(Invoker)：接收客户端的命令，并执行命令，要求命令对象执行请求，可以持有很多的命令对象。是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方，相当于使用命令对象的入口。

命令模式类图

命令模式举例

        小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机，此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能，录音机的键盘便是请求者(Invoker)角色；茱丽(Julia)是客户端角色，而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色，而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止(stop)功能是怎么具体执行的，这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。

命令模式代码实现

接收者角色

package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 接收者角色类* @date 2023/08/01 21:04:50*/
public class AudioPlayer {public void play(){System.out.println("播放...");}public void rewind(){System.out.println("倒带...");}public void stop(){System.out.println("停止...");}
}

命令角色

package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 抽象命令角色类* @date 2023/08/01 21:04:34*/
public interface Command {/*** 执行方法*/void execute();
}

具体命令角色

package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体调用者角色* @date 2023/08/01 21:07:43*/
public class ConcreteCommand implements Command {private Receiver receiver = null;/*** 构造方法*/public ConcreteCommand(Receiver receiver) {this.receiver = receiver;}@Overridepublic void execute() {//通常会转调接收者对象的相应方法，让接收者来真正执行功能receiver.action();}
}
package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体调用者角色 倒带* @date 2023/08/01 21:07:43*/
public class RewindCommand implements Command {private AudioPlayer audioPlayer= null;/*** 构造方法*/public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer) {this.audioPlayer = audioPlayer;}@Overridepublic void execute() {//通常会转调接收者对象的相应方法，让接收者来真正执行功能audioPlayer.rewind();}
}
package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体调用者角色 暂停* @date 2023/08/01 21:07:43*/
public class StopCommand implements Command {private AudioPlayer audioPlayer= null;/*** 构造方法*/public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer) {this.audioPlayer = audioPlayer;}@Overridepublic void execute() {//通常会转调接收者对象的相应方法，让接收者来真正执行功能audioPlayer.stop();}
}

请求者角色

package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker  昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 请求者角色 按键* @date 2023/08/01 21:09:32*/
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;}/*** 执行播放方法*/public void play(){playCommand.execute();}/*** 执行倒带方法*/public void rewind(){rewindCommand.execute();}/*** 执行播放方法*/public void stop(){stopCommand.execute();}
}

测试代码

package com.common.demo.pattern.command;/*** @author Evan Walker  昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 客户端测试类 客户judia* @date 2023/08/01 21:10:30*/
public class ClientTest {public static void main(String[] args) {//创建接收者对象AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();//创建命令对象Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);//创建请求者对象Keypad keypad = new Keypad();keypad.setPlayCommand(playCommand);keypad.setRewindCommand(rewindCommand);keypad.setStopCommand(stopCommand);//测试keypad.play();keypad.rewind();keypad.stop();keypad.play();keypad.stop();}
}

测试截图

命令模式的特点

优点

1. 解耦性：解耦请求发送者和接收者，命令模式将请求封装成独立的命令对象，使得发送者和接收者之间解耦，从而降低了两者之间的直接依赖关系。
2. 易扩展性：容易扩展新的命令，由于命令被封装成独立的对象，可以很容易地扩展新的命令类，而无需修改现有的代码。
3. 动态组合性：命令模式把请求封装起来，可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作，从而使得系统更灵活。命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令，也就是宏命令，从而使系统操作更简单，功能更强大。

缺点

1. 类膨胀：每个具体命令都需要一个独立的类，如果命令过多，可能导致类的数量剧增，增加了系统复杂性。
2. 实现复杂：命令模式的实现可能比较复杂，涉及到许多额外的类和关联关系。
3. 可能造成性能瓶颈：若系统中存在大量的命令对象，执行这些命令可能会对系统的性能造成影响。其命令是通过一个个对象来完成的，在执行命令时可能需要执行大量的对象，这可能会带来一定的时间开销。

使用场景

1. 需要将请求发送者和接收者解耦的情况。
2. 需要支持撤销和重做操作的场景。
3. 需要将一系列操作封装成一个命令进行批处理的情况。
4. 需要支持日志和事务等功能的情况。

注意事项

1. 命令对象要尽量保持简单，只包含必要的信息，以减轻命令的负担和复杂度。
2. 注意命令模式中对象间的引用关系。命令对象通常需要持有对接收者的引用，可以通过构造函数或属性注入方式实现。
3. 考虑使用撤销和重做操作时，需要合理地管理命令的历史记录，以便正确地执行撤销和重做操作。
4. 注意命令模式的适用场景，避免过度设计和滥用命令模式带来的额外复杂性。

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