设计模式之命令模式

发布于 2021-04-04 00:33

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近期看flowable源码有使用设计模式-命令模式,花时间学习了一下,对理解源码很有帮助~~

我们知道设计模式有23种,其中创建者模式5种,结构型模式7种,行为型模式11种,其中命令模式就属于行为型模式的一种。

我们通过生活中的一个实际场景来引出命令模式的构建:

我们买了一套智能家电,有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机,我们只要在手机上安装 app 就可以控制对这些家电工作。这些智能家电来自不同的厂家,我们不想针对每一种家电都安装一个 App,分别控制,我们希望只要一个 app就可以控制全部智能家电。要实现一个 app 控制所有智能家电的需要,则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给 app 调用,这时就可以考虑使用命令模式。

命令模式解决的问题就是:将“动作的请求者”和“动作的执行者”解耦,在上述例子中,动作的请求者是手机 app,动作的执行者是每个厂商的一个家电产品,如果不使用命令模式,我们可能就是直接在“动作的请求者”中聚合“动作的执行者”,这样“动作的执行者”修改后,“动作的请求者”也需要调整,这样就不满足软件设计的“开闭原则”。

命令模式基本介绍

  • 命令模式(Command Pattern):

在软件设计中,我们经常需要向某些对象发送请求,但是并不知道请求的接收者是谁,也不知道被请求的操作是哪个,我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可,此时,可以使用命令模式来进行设计

  • 命名模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合,通过命令来进行关联,这样让对象之间的调用关系更加灵活,实现解耦。

  • 在命名模式中,会将一个请求封装为一个对象,以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名),同时命令模式也支持可撤销的操作。

命令模式的类图

对原理类图的说明:命名模式的角色及职责如下:
  • Invoker 是调用者角色;
  • Command: 是命令角色,需要执行的所有命令都在这里,可以是接口或抽象类;
  • Receiver: 接受者角色,知道如何实施和执行一个请求相关的操作;
  • ConcreteCommand:命令的实现者,将一个接受者对象与一个动作绑定,调用接受者相应的操作,实现 execute;

代码实现

先创建一个命令接受者“灯”,实现灯本身具有的能力:

public class LightReceiver {    /**     * 开灯     */    public void on() {        System.out.println("电灯打开了.. ");    }    /**     * 关灯     */    public void off() {        System.out.println("电灯关闭了.. ");    }}
然后创建一个命令接口:
public interface Command {    /**     * 执行动作操作     */    void execute();    /**     * 撤销动作操作     */    void undo();}
再创建灯的开、关命令类实现命令接口,并且聚合接受命令者“灯”,调用灯的能力实现命请求者的命令:
开灯命令:public class LightOnCommand implements Command {    /**     * 聚合了命令接受者     */    private LightReceiver lightReceiver;    public LightOnCommand(LightReceiver lightReceiver) {        super();        this.lightReceiver = lightReceiver;    }    /**     * 命令接收者具体执行的业务逻辑     */    @Override    public void execute() {        lightReceiver.on();    }    /**     * 命令接收者具体执行的撤销业务逻辑     */    @Override    public void undo() {        lightReceiver.off();    }}关灯命令:public class LightOffCommand implements Command {    /**     * 聚合了命令接受者     */    private LightReceiver lightReceiver;    public LightOffCommand(LightReceiver lightReceiver) {        super();        this.lightReceiver = lightReceiver;    }    /**     * 命令接收者具体执行的业务逻辑     */    @Override    public void execute() {        lightReceiver.off();    }    /**     * 命令接收者具体执行的撤销业务逻辑     */    @Override    public void undo() {        lightReceiver.on();    }}
创建命令请求者:遥控器,聚合了要请求的命令:
public class RemoteController {    //开 按钮的命令数组    private Command[] onCommands;    //关 按钮的命令数组    private Command[] offCommands;    // 执行撤销的命令    Command undoCommand;    //完成对按钮初始化    public RemoteController() {        onCommands = new Command[5];        offCommands = new Command[5];        for (int i = 0; i < 5; i++) {            //默认先初始化成空命令            onCommands[i] = new NoCommand();            offCommands[i] = new NoCommand();        }    }    /**     * 给按钮设置需要的命令     *     * @param no         按钮位置     * @param onCommand  按钮对应的打开命令     * @param offCommand 按钮对应的关闭命令     */    public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {        onCommands[no] = onCommand;        offCommands[no] = offCommand;    }    /**     * 按下开按钮(发送请求命令)     *     * @param no 按钮的位置     */    public void onButtonWasPushed(int no) {        //找到你按下的开的按钮, 并调用对应方法        onCommands[no].execute();        //记录这次的操作,用于撤销        undoCommand = onCommands[no];    }    /**     * 按下关按钮(发送请求命令)     *     * @param no 按钮位置     */    public void offButtonWasPushed(int no) {        // 找到你按下的关的按钮, 并调用对应方法        offCommands[no].execute();        // 记录这次的操作,用于撤销        undoCommand = offCommands[no];    }    /**     * 按下撤销按钮(发送请求命令)     * 针对上次操作进行撤销     */    public void undoButtonWasPushed() {        undoCommand.undo();    }}
创建客户端,指挥命令请求者发送满足客户需求的命令:
public class Client {    public static void main(String[] args) {        //使用命令设计模式,完成通过遥控器,对电灯的操作        //创建电灯的对象(接受者)        LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();        //创建电灯相关的开关命令        LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);        LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);        //创建一个遥控器(请求命令者)        RemoteController remoteController = new RemoteController();        //给遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作        remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);        System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------");        remoteController.onButtonWasPushed(0);        System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------");        remoteController.offButtonWasPushed(0);        System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");        remoteController.undoButtonWasPushed();    }}

命令模式总结

  • 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者,调用者只要调用命令对象的 execute()方法就可以让接收者工作,而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的,命令对象会负责让接收者执行请求的动作,也就是说:”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的,命令对象起到了纽带桥梁的作用。

  • 容易一个命令队列:只要把命令对象放到列队,就可以多线程的执行命令。
  • 容易实现对请求的撤销和重做。
  • 命令模式不足:可能导致某些系统有过多的具体命令类,增加了系统的复杂度,这点在在使用的时候要注意。
  • 空命令也是一种设计模式,它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中,如果没有用空命令,我们每按下一个按键都要判空,这给我们编码带来一定的麻烦。

ITSK

博客|yajing8

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