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《Head First 设计模式》：命令模式

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正文

一、定义

命令模式将“请求”封装成对象（命令对象），以便使用不同的“请求”来参数化其他对象。

要点：

  • 命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦。
  • 被解耦的两者之间通过命令对象进行沟通。命令对象封装了接收者和一个或多个动作。
  • 命令对象提供一个 execute() 方法，该方法封装了接收者的动作。当此方法被调用时，接收者就会执行这些动作。
  • 调用者持有一个或多个命令对象，通过调用命令对象的 execute() 方法发出请求，这会使得接收者的动作被调用。

二、实现步骤

1、创建接收者类

接收者类中包含要执行的动作。

（1）接收者 A

/**
 * 接收者A
 */
public class ReceiverA {
    
    /**
     * 动作1
     */
    public void action1() {
        System.out.println("ReceiverA do action1");
    }
    
    /**
     * 动作2
     */
    public void action2() {
        System.out.println("ReceiverA do action2");
    }
}

（2）接收者 B

/**
 * 接收者B
 */
public class ReceiverB {

    /**
     * 动作1
     */
    public void action1() {
        System.out.println("ReceiverB do action1");
    }
    
    /**
     * 动作2
     */
    public void action2() {
        System.out.println("ReceiverB do action2");
    }
}

2、创建命令接口

/**
 * 命令接口
 */
public interface Command {

    /**
     * 执行命令
     */
    public void execute();
}

3、创建具体的命令，并实现命令接口

命令对象中，封装了命令接收者和相关动作。

（1）命令 A1

/**
 * 命令A1
 */
public class ConcreteCommandA1 implements Command{
    
    /**
     * 接收者A
     */
    ReceiverA receive;
    
    public ConcreteCommandA1(ReceiverA receive) {
        this.receive = receive;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // 接收者A执行动作1
        receive.action1();
    }
}

（2）命令 A2

/**
 * 命令A2
 */
public class ConcreteCommandA2 implements Command{
    
    /**
     * 接收者A
     */
    ReceiverA receive;
    
    public ConcreteCommandA2(ReceiverA receive) {
        this.receive = receive;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // 接收者A执行动作2
        receive.action2();
    }
}

（3）命令 B1

/**
 * 命令B1
 */
public class ConcreteCommandB1 implements Command{
    
    /**
     * 接收者B
     */
    ReceiverB receive;
    
    public ConcreteCommandB1(ReceiverB receive) {
        this.receive = receive;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // 接收者B执行动作1
        receive.action1();
    }
}

（4）命令 B2

/**
 * 命令B2
 */
public class ConcreteCommandB2 implements Command{
    
    /**
     * 接收者B
     */
    ReceiverB receive;
    
    public ConcreteCommandB2(ReceiverB receive) {
        this.receive = receive;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // 接收者B执行动作2
        receive.action2();
    }
}

4、创建调用者

调用者通过持有的命令对象，来调用接收者的动作。

/**
 * 调用者
 */
public class Invoker {

    /**
     * 命令对象
     */
    Command command;
    
    /**
     * 设置命令
     */
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    /**
     * 调用动作
     */
    public void invoke() {
        command.execute();
    }
}

5、调用者执行命令

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 命令调用者
        Invoker invoker = new Invoker();
        
        // 命令接收者
        ReceiverA receiverA = new ReceiverA();
        ReceiverB receiverB = new ReceiverB();
        
        // 创建命令，并指定接收者
        Command commandA1 = new ConcreteCommandA1(receiverA);
        Command commandA2 = new ConcreteCommandA2(receiverA);
        Command commandB1 = new ConcreteCommandB1(receiverB);
        Command commandB2 = new ConcreteCommandB2(receiverB);
        
        // 调用者执行命令
        invoker.setCommand(commandA1);
        invoker.invoke();
        invoker.setCommand(commandA2);
        invoker.invoke();
        invoker.setCommand(commandB1);
        invoker.invoke();
        invoker.setCommand(commandB2);
        invoker.invoke();
    }
}

三、举个栗子

1、背景

假设你要设计一个家电自动化遥控器的 API。这个遥控器具有七个可编程的插槽（每个都可以指定到一个不同的家电装置），每个插槽都有对应的“开”、“关”按钮。

你希望每个插槽都能够控制一个或一组装置。并且，这个遥控器适用于目前的装置和任何未来可能出现的装置。

2、实现

（1）创建家电类

/**
 * 电灯（接收者）
 */
public class Light {
    
    /**
     * 电灯位置
     */
    String location;
    
    public Light(String location) {
        this.location = location;
    }
    
    /**
     * 开灯
     */
    public void on() {
        System.out.println(location + " light is on");
    }
    
    /**
     * 关灯
     */
    public void off() {
        System.out.println(location + " light is off");
    }
}

/**
 * 音响（接收者）
 */
public class Stereo {
    
    /**
     * 打开音响
     */
    public void on() {
        System.out.println("Stereo is on");
    }
    
    /**
     * 关闭音响
     */
    public void off() {
        System.out.println("Stereo is off");
    }
    
    /**
     * 设置为播放CD
     */
    public void setCd() {
        System.out.println("Stereo is set for CD input");
    }
    
    /**
     * 设置为播放DVD
     */
    public void setDvd() {
        System.out.println("Stereo is set for DVD input");
    }
    
    /**
     * 设置音量
     */
    public void setVolume(int volume) {
        System.out.println("Stereo volume set to " + volume);
    }
}

（2）创建命令接口

/**
 * 命令接口
 */
public interface Command {

    /**
     * 执行命令
     */
    public void execute();
}

（3）创建具体的命令，并继承命令接口

/**
 * 无命令
 */
public class NoCommand implements Command {
    
    @Override
    public void execute() {}
}

/**
 * 开灯命令
 */
public class LightOnCommand implements Command {
    
    Light light;
    
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.on();
    }
}

/**
 * 关灯命令
 */
public class LightOffCommand implements Command {
    
    Light light;
    
    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.off();
    }
}

/**
 * 打开音响播放CD命令
 */
public class StereoOnWithCDCommand implements Command {
    
    Stereo stereo;
    
    public StereoOnWithCDCommand(Stereo stereo) {
        this.stereo = stereo;
    }

    @Override
    public void execute() {
        stereo.on();
        stereo.setCd();
        stereo.setVolume(11);
    }
}

/**
 * 关闭音响命令
 */
public class StereoOffCommand implements Command {
    
    Stereo stereo;
    
    public StereoOffCommand(Stereo stereo) {
        this.stereo = stereo;
    }

    @Override
    public void execute() {
        stereo.off();
    }
}

（4）创建遥控器类

/**
 * 遥控器（调用者）
 */
public class RemoteControl {

    Command[] onCommands;
    Command[] offCommands;
    
    public RemoteControl() {
        onCommands = new Command[7];
        offCommands = new Command[7];
        // 初始化插槽命令为无命令状态
        Command noCommand = new NoCommand();
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            onCommands[i] = noCommand;
            offCommands[i] = noCommand;
        }
    }
    
    /**
     * 设置插槽命令
     */
    public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand) {
        onCommands[slot] = onCommand;
        offCommands[slot] = offCommand;
    }
    
    /**
     * “开”按钮被按下
     */
    public void onButtonWasPushed(int slot) {
        // 执行开命令
        onCommands[slot].execute();
    }
    
    /**
     * “关”按钮被按下
     */
    public void offButtonWasPushed(int slot) {
        // 执行关命令
        offCommands[slot].execute();
    }
}

（5）使用遥控器控制家电

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 遥控器
        RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
        
        // 家电
        Light livingRoomLight = new Light("Living Room");
        Light kitchenLight = new Light("Kitchen");
        Stereo stereo = new Stereo();
        
        // 创建命令，并指定家电
        Command livingRoomLightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight);
        Command livingRoomLightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight);
        Command kitchenLightOn = new LightOnCommand(kitchenLight);
        Command kitchenLightOff = new LightOffCommand(kitchenLight);
        Command stereoOnWithCD = new StereoOnWithCDCommand(stereo);
        Command stereoOff = new StereoOffCommand(stereo);
        
        // 设置插槽命令
        remoteControl.setCommand(0, livingRoomLightOn, livingRoomLightOff);
        remoteControl.setCommand(1, kitchenLightOn, kitchenLightOff);
        remoteControl.setCommand(2, stereoOnWithCD, stereoOff);
        
        // 遥控器执行命令
        remoteControl.onButtonWasPushed(0);
        remoteControl.offButtonWasPushed(0);
        remoteControl.onButtonWasPushed(1);
        remoteControl.offButtonWasPushed(1);
        remoteControl.onButtonWasPushed(2);
        remoteControl.offButtonWasPushed(2);
    }
}

四、命令模式的更多用途

1、队列请求

命令可以将运算块打包（一个接收者和一组动作），然后将它传来传去，就像是一般的对象一样。即使在命令对象被创建许久之后，运算依然可以被调用。事实上，它甚至可以在不同的线程中被调用。

因此，命令模式可以用来实现队列请求。具体做法是：在工作队列的一端添加命令，另一端通过线程取出命令，调用它的 execute() 方法，等调用完成后，将此命令对象丢弃，再取出下一个命令……

2、日志请求

某些应用需要我们将所有的动作都记录在日志中，并能在系统死机后，重新调用这些动作恢复到之前的状态。

命令模式能够支持这一点。具体做法是：当我们执行命令时，利用序列化将命令对象存储在磁盘中。一旦系统死机，再利用反序列化将命令对象重新加载，并依次调用这些对象的 execute() 方法。

  • 设计模式

    设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。

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