命令模式(设计模式详解版)-mile米乐体育
设计模式
2021年02月06日 15:32
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命令模式的定义与特点
命令(command)模式的定义如下:将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通,这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。 命令模式的主要优点如下。- 通过引入中间件(抽象接口)降低系统的耦合度。
- 扩展性良好,增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类,且满足“开闭原则”。
- 可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合,将多个命令装配成一个组合命令,即宏命令。
- 方便实现 undo 和 redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合,实现命令的撤销与恢复。
- 可以在现有命令的基础上,增加额外功能。比如日志记录,结合装饰器模式会更加灵活。
- 可能产生大量具体的命令类。因为每一个具体操作都需要设计一个具体命令类,这会增加系统的复杂性。
- 命令模式的结果其实就是接收方的执行结果,但是为了以命令的形式进行架构、解耦请求与实现,引入了额外类型结构(引入了请求方与抽象命令接口),增加了理解上的困难。不过这也是设计模式的通病,抽象必然会额外增加类的数量,代码抽离肯定比代码聚合更加难理解。
命令模式的结构与实现
可以将系统中的相关操作抽象成命令,使调用者与实现者相关分离,其结构如下。1. 模式的结构
命令模式包含以下主要角色。- 抽象命令类(command)角色:声明执行命令的接口,拥有执行命令的抽象方法 execute()。
- 具体命令类(concrete command)角色:是抽象命令类的具体实现类,它拥有接收者对象,并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
- 实现者/接收者(receiver)角色:执行命令功能的相关操作,是具体命令对象业务的真正实现者。
- 调用者/请求者(invoker)角色:是请求的发送者,它通常拥有很多的命令对象,并通过访问命令对象来执行相关请求,它不直接访问接收者。
2. 模式的实现
命令模式的代码如下:package command; public class commandpattern { public static void main(string[] args) { command cmd = new concretecommand(); invoker ir = new invoker(cmd); system.out.println("客户访问调用者的call()方法..."); ir.call(); } } //调用者 class invoker { private command command; public invoker(command command) { this.command = command; } public void setcommand(command command) { this.command = command; } public void call() { system.out.println("调用者执行命令command..."); command.execute(); } } //抽象命令 interface command { public abstract void execute(); } //具体命令 class concretecommand implements command { private receiver receiver; concretecommand() { receiver = new receiver(); } public void execute() { receiver.action(); } } //接收者 class receiver { public void action() { system.out.println("接收者的action()方法被调用..."); } }程序的运行结果如下:
客户访问调用者的call()方法... 调用者执行命令command... 接收者的action()方法被调用...
命令模式的应用实例
【例1】用命令模式实现客户去餐馆吃早餐的实例。 分析:客户去餐馆可选择的早餐有肠粉、河粉和馄饨等,客户可向服务员选择以上早餐中的若干种,服务员将客户的请求交给相关的厨师去做。这里的点早餐相当于“命令”,服务员相当于“调用者”,厨师相当于“接收者”,所以用命令模式实现比较合适。- 首先,定义一个早餐类(breakfast),它是抽象命令类,有抽象方法 cooking(),说明要做什么;
- 再定义其子类肠粉类(changfen)、馄饨类(huntun)和河粉类(hefen),它们是具体命令类,实现早餐类的 cooking() 方法,但它们不会具体做,而是交给具体的厨师去做;
- 具体厨师类有肠粉厨师(changfenchef)、馄饨厨师(huntunchef)和河粉厨师(hefenchef),他们是命令的接收者。
package command; import javax.swing.*; public class cookingcommand { public static void main(string[] args) { breakfast food1 = new changfen(); breakfast food2 = new huntun(); breakfast food3 = new hefen(); waiter fwy = new waiter(); fwy.setchangfen(food1);//设置肠粉菜单 fwy.sethuntun(food2); //设置河粉菜单 fwy.sethefen(food3); //设置馄饨菜单 fwy.choosechangfen(); //选择肠粉 fwy.choosehefen(); //选择河粉 fwy.choosehuntun(); //选择馄饨 } } //调用者:服务员 class waiter { private breakfast changfen, huntun, hefen; public void setchangfen(breakfast f) { changfen = f; } public void sethuntun(breakfast f) { huntun = f; } public void sethefen(breakfast f) { hefen = f; } public void choosechangfen() { changfen.cooking(); } public void choosehuntun() { huntun.cooking(); } public void choosehefen() { hefen.cooking(); } } //抽象命令:早餐 interface breakfast { public abstract void cooking(); } //具体命令:肠粉 class changfen implements breakfast { private changfenchef receiver; changfen() { receiver = new changfenchef(); } public void cooking() { receiver.cooking(); } } //具体命令:馄饨 class huntun implements breakfast { private huntunchef receiver; huntun() { receiver = new huntunchef(); } public void cooking() { receiver.cooking(); } } //具体命令:河粉 class hefen implements breakfast { private hefenchef receiver; hefen() { receiver = new hefenchef(); } public void cooking() { receiver.cooking(); } } //接收者:肠粉厨师 class changfenchef extends jframe { private static final long serialversionuid = 1l; jlabel l = new jlabel(); changfenchef() { super("煮肠粉"); l.seticon(new imageicon("src/command/changfen.jpg")); this.add(l); this.setlocation(30, 30); this.pack(); this.setresizable(false); this.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); } public void cooking() { this.setvisible(true); } } //接收者:馄饨厨师 class huntunchef extends jframe { private static final long serialversionuid = 1l; jlabel l = new jlabel(); huntunchef() { super("煮馄饨"); l.seticon(new imageicon("src/command/huntun.jpg")); this.add(l); this.setlocation(350, 50); this.pack(); this.setresizable(false); this.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); } public void cooking() { this.setvisible(true); } } //接收者:河粉厨师 class hefenchef extends jframe { private static final long serialversionuid = 1l; jlabel l = new jlabel(); hefenchef() { super("煮河粉"); l.seticon(new imageicon("src/command/hefen.jpg")); this.add(l); this.setlocation(200, 280); this.pack(); this.setresizable(false); this.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); } public void cooking() { this.setvisible(true); } }程序的运行结果如图 2 所示。
命令模式的应用场景
当系统的某项操作具备命令语义,且命令实现不稳定(变化)时,可以通过命令模式解耦请求与实现。使用抽象命令接口使请求方的代码架构稳定,封装接收方具体命令的实现细节。接收方与抽象命令呈现弱耦合(内部方法无需一致),具备良好的扩展性。 命令模式通常适用于以下场景。- 请求调用者需要与请求接收者解耦时,命令模式可以使调用者和接收者不直接交互。
- 系统随机请求命令或经常增加、删除命令时,命令模式可以方便地实现这些功能。
- 当系统需要执行一组操作时,命令模式可以定义宏命令来实现该功能。
- 当系统需要支持命令的撤销(undo)操作和恢复(redo)操作时,可以将命令对象存储起来,采用备忘录模式来实现。
命令模式的扩展
在软件开发中,有时将命令模式与前面学的组合模式联合使用,这就构成了宏命令模式,也叫组合命令模式。宏命令包含了一组命令,它充当了具体命令与调用者的双重角色,执行它时将递归调用它所包含的所有命令,其具体结构图如图 3 所示。package command; import java.util.arraylist; public class compositecommandpattern { public static void main(string[] args) { abstractcommand cmd1 = new concretecommand1(); abstractcommand cmd2 = new concretecommand2(); compositeinvoker ir = new compositeinvoker(); ir.add(cmd1); ir.add(cmd2); system.out.println("客户访问调用者的execute()方法..."); ir.execute(); } } //抽象命令 interface abstractcommand { public abstract void execute(); } //树叶构件: 具体命令1 class concretecommand1 implements abstractcommand { private compositereceiver receiver; concretecommand1() { receiver = new compositereceiver(); } public void execute() { receiver.action1(); } } //树叶构件: 具体命令2 class concretecommand2 implements abstractcommand { private compositereceiver receiver; concretecommand2() { receiver = new compositereceiver(); } public void execute() { receiver.action2(); } } //树枝构件: 调用者 class compositeinvoker implements abstractcommand { private arraylist程序的运行结果如下:children = new arraylist (); public void add(abstractcommand c) { children.add(c); } public void remove(abstractcommand c) { children.remove(c); } public abstractcommand getchild(int i) { return children.get(i); } public void execute() { for (object obj : children) { ((abstractcommand) obj).execute(); } } } //接收者 class compositereceiver { public void action1() { system.out.println("接收者的action1()方法被调用..."); } public void action2() { system.out.println("接收者的action2()方法被调用..."); } }
客户访问调用者的execute()方法... 接收者的action1()方法被调用... 接收者的action2()方法被调用...当然,命令模式还可以同备忘录(memento)模式组合使用,这样就变成了可撤销的命令模式,这将在后面介绍。
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