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设计模式之命令模式

news 2025/5/28 3:16:02

阅读建议

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什么是命令模式

命令模式（Command Pattern）是一种行为型设计模式，它将请求和处理分开，使得请求发送者和接收者解耦，从而降低系统的耦合度。在命令模式中，请求被封装为一个独立的对象，并且将其参数化，以便在不同的请求中传递不同的参数。

命令模式有哪些核心角色

在命令模式中，请求被封装为一个对象，从而可以将请求的调用者与实现者分离开来。这降低了系统的耦合度，使得不同的调用者可以发送不同的请求给同一个接收者，而不需要修改接收者的代码。同时，命令模式还提供了对事务进行建模的方法，可以实现对事务的撤销、重做等操作。其核心角色主要有以下几个核心组成部分：

命令接口(Command)：定义了执行操作的接口，通常包含一个执行方法(execute)。
具体命令(ConcreteCommand)：实现了命令接口，持有对一个接收者对象的引用，并将请求转发给接收者执行具体的操作。
接收者(Receiver)：负责具体执行命令所指定的操作。
调用者(Invoker)：持有一个命令对象，负责调用命令对象执行请求。
客户端(Client)：创建具体的命令对象，并设置命令的接收者。

通过命令模式，客户端与调用者之间的耦合可以被解耦，客户端只需创建具体的命令对象并将其传递给调用者，而不需要了解具体的接收者和操作细节。这样可以实现请求的发送者和接收者之间的解耦，并且支持对请求进行排队、记录日志、撤销和重做等操作。

命令模式如何实现

需求描述

理解了命令模式的定义、核心角色以及各核心角色的功能作用，如何实现就变得很简单，下面以生活中一个事情为例来说明一下如何实现命令模式。在生活中，下班回家后，坐在沙发上用遥控器打开电视是一个很常见的事情。如果写一段程序来实现用遥控器打开电视这个过程，使用命令模式就是一个很好的选择。遥控器本身就是一个命令的接收者，而打开电视这个动作实现上就是一个指令。

实现方法

1、声明一个实体电视的遥控器类，也就是具体的指令接收者；

/*** 遥控器*/
public class RemoteControl {public void onGreenButton(){System.out.println("打开电视");}public void onRedButton(){System.out.println("关闭电视");}public void onButton2_1(){System.out.println("河南卫视");}public void onButton2_2(){System.out.println("北京卫视");}public void onButton2_3(){System.out.println("山东卫视");}public void onDefaultButton(){System.out.println("中央电视台");}
}

2、声明一个抽象指令接口，在其中定义一个抽象指令执行内容方法，供具体的指令类去实现；

/*** 抽象命令接口*/
public interface Command {void execute();
}

3、声明具体按钮指令，实现于抽象接口中，重写抽象方法的具体实现，如打开电视、关闭电视；

/*** 打开指令*/
public class OpenCommand implements Command{private RemoteControl remoteControl;public OpenCommand(RemoteControl remoteControl) {this.remoteControl = remoteControl;}@Overridepublic void execute() {this.remoteControl.onGreenButton();}
}

/*** 关闭指令*/
public class CloseCommand implements Command {private RemoteControl remoteControl;public CloseCommand(RemoteControl remoteControl) {this.remoteControl = remoteControl;}@Overridepublic void execute() {this.remoteControl.onRedButton();}
}

4、声明一个指令调用者，持有一个具体的指令对象，即遥控器上具体的按钮指令；

/*** 命令执行器*/
public class CommandInvoker {private Command command;public CommandInvoker(Command command) {this.command = command;}public void executeCommand(){this.command.execute();}
}

5、编写客户端，将具体的遥控器对象、具体的指令整合在一起，执行具体的业务操作；

public class Client {public static void main(String[] args) {RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();Command command=new OpenCommand(remoteControl);CommandInvoker commandInvoker = new CommandInvoker(command);commandInvoker.executeCommand();command=new CloseCommand(remoteControl);commandInvoker=new CommandInvoker(command);command.executeCommand();}
}

如何扩展

相信现在大家都了解这样一个事实：现在的电视机真是相当的难用，广告多的不行，各种套娃式的收费，但是我观察到一个也比较恶心的现象，现在遥控器上面的数字按钮没有了，看上去很简洁，实际上使用体验并不好。那么如果把这些数字按钮再加上去，我想看哪个电视台直接就按哪个，岂不妙哉？在命令模式的基础上来扩展类似的需求非常简单：

1、增加数字按钮指令；

/*** 数字指令*/
public class NumberCommand implements Command{private int number;private RemoteControl remoteControl;public NumberCommand(RemoteControl remoteControl) {this.remoteControl = remoteControl;}public void setNumber(int number) {this.number = number;}@Overridepublic void execute() {switch (number){case 21:this.remoteControl.onButton2_1();break;case 22:this.remoteControl.onButton2_2();break;case 23:this.remoteControl.onButton2_3();break;default:this.remoteControl.onDefaultButton();break;}}
}

2、升级一下原来的遥控器的相关业务即可，原先的其他指令按钮，如打指令按钮、关闭指令按钮等，不用变化；

public class Client {public static void main(String[] args) {RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();Command  command=new NumberCommand(remoteControl);CommandInvoker commandInvoker=new CommandInvoker(command);commandInvoker.executeCommand();((NumberCommand) command).setNumber(21);commandInvoker.executeCommand();((NumberCommand) command).setNumber(22);commandInvoker.executeCommand();}
}

命令模式适用哪些场景

具有以下特征的业务场景，都是比较适合使用命令行模式的，如：

请求发送者和接收者需要解耦：命令模式允许发送者和接收者之间没有直接的关系，二者通过命令进行交互。发送者只需要知道发送请求对象，不需要知道如何完成请求；接收者只需要知道如何完成请求，不需要知道请求的发送过程。这种解耦方式可以使系统更加灵活和可维护。
需要抽象出待执行的行为：命令模式可以将等待执行的行为抽象出来，将命令封装成对象，以便在程序中灵活地操作。这种抽象方式可以方便地对命令进行记录、撤销、重做等操作。

命令模式的优点和缺点

优点

解耦：命令模式解耦了请求发送者和接收者之间的耦合关系，使得发送者和接收者只需要通过命令对象进行交互，而不需要直接联系。
抽象：命令模式将请求或操作封装成命令对象，从而抽象出待执行的行为，提高了系统的可维护性和可扩展性。
事务支持：命令模式支持事务操作，可以将多个命令组合成一个事务，从而保证操作的原子性和一致性。
撤销支持：命令模式可以方便地支持撤销操作，通过实现命令的撤销功能，可以轻松地回滚操作，提高系统的可靠性和可维护性。
日志记录：命令模式可以实现日志记录功能，将命令的操作记录下来，以便后续的审计和调试。
宏命令：命令模式可以支持宏命令，将多个命令组合成一个宏命令，一次性执行多个操作。

缺点

具体命令类可能过多：在命令模式中，每个不同的请求或操作都需要一个具体的命令类来封装。因此，如果有很多不同的请求或操作，就需要定义很多具体的命令类，这会增加系统的复杂度和维护成本。
实现复杂度较高：命令模式需要定义很多类和接口，同时需要实现撤销、事务、日志记录等功能，因此实现起来比较复杂。
设计难度较大：命令模式需要设计出合适的命令类和接收者类，以及它们之间的交互关系和行为定义等，这需要具备较高的设计能力和经验。

总结

命令模式是一种行为型设计模式，它允许将请求或操作封装成对象，从而解耦了请求发送者和接收者之间的耦合关系，具有解耦、抽象、事务支持、撤销支持、日志记录和宏命令等优点，但也存在具体命令类过多、实现复杂度高和设计难度大等缺点。在使用命令模式时，需要根据具体的应用场景和需求来权衡其优劣。

总之，命令模式是一种非常实用的设计模式，它可以提高系统的灵活性和可维护性，使得代码更加清晰、易于理解和扩展，强烈建议在合适的场景中使用它。