【设计模式】行为型模式-第 3 章第 2 讲【命令模式】

目录

​​1、命令模式定义​​

​​2、为何要用命令模式？​​

​​3、实现​​

​​3.1、命令模式的通用类图，如图 1-1​​

​​3.2、具体实现案例​​

​​ 4、适用情况和示例​​

​​5、命令模式的优缺点​​

​​5.1、优点​​

​​5.2、缺点​​

​​6、结语​​

1、命令模式定义

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。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。

在面向对象编程当中，一个很重要的事情是设计能够使得代码松耦合。举个例子，我们需要开发一个复杂的程序，用来绘制诸如点、线、线段、圆、矩形等许多图形。

为了让代码能够实现所有种类的形状，我们需要实现很多操作来处理菜单操作。

为了让程序可维护，我们需要创建一个统一的方法来定义所有的命令，这样做便能够将所有实现细节隐藏在程序之中（这个程序实际上就是客户端）。

2、为何要用命令模式？

命令模式能够做到：

• 提供一个统一的方法来封装命令和其所需要的参数来执行一个动作。
• 允许处理命令，例如将命令存储在队列中。

注意事项：系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作，也可以考虑使用命令模式。 

3、实现

3.1、命令模式的通用类图，如图 1-1

 图 1-1

 上面的类图中包括以下元素：

Command（命令类）：这是表示命令封装的抽象类。它声明了执行的抽象方法，该方法应该由所有具体命令实现。

ConcreteCommand（具体命令类）：这是命令的实际实现。它必须执行命令并处理与每个具体命令相关的参数。它将命令委托给接收者。

Receiver（接收者）：这是负责执行与命令关联的操作的类。

Invoker（调用者）：这是触发命令的类。通常是外部事件，例如用户操作。

Client（客户端）：这是实例化具体命令对象及其接收者的实际类。

3.2、具体实现案例

我们首先创建作为命令的接口 Order，然后创建作为请求的 Stock 类。具体命令类 BuyStock 和 SellStock，实现了 Order 接口，将执行实际的命令处理。创建作为调用对象的类 Broker（触发命令的类），它接受订单并能下订单。

Broker 对象使用命令模式，基于命令的类型确定哪个对象执行哪个命令。CommandPatternDemo 类使用 Broker 类来演示命令模式。

 1）先创建作为命令的接口 Order.java

Order.java

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;
/**
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 * 订单接口(Command（命令类）)
 *
 */
public interface Order {

  void execute();
  
}

 2）创建一个请求类 Stock.java

Stock.java 

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;


/**
 * Stock 请求类
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 */
public class Stock {
    
     private String name = "笔记本";
     private int quantity = 3;
   
     public void buy(){
        System.out.println("Stock [ Name: "+name+", Quantity: " + quantity +" ] bought");
     }
     public void sell(){
        System.out.println("Stock [ Name: "+name+", Quantity: " + quantity +" ] sold");
     }
}

3）创建实现了 Order 接口的具体命令类

BuyStock.java

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;


/**
 * BuyStock 具体执行命令的类
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 */
public class BuyStock implements Order {

    private Stock stock;
    
    @Override
    public void execute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        stock.buy();
    }
    
    public BuyStock(Stock stock){
        this.stock = stock;
    }
}

SellStock.java

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;


/**
 * SellStock 具体执行命令的类
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 */
public class SellStock implements Order {

    private Stock stock;
    
    @Override
    public void execute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        stock.sell();
    }
    
    public SellStock(Stock stock){
        this.stock = stock;
    }
}

4）创建命令调用类 Broker.java ,将命令存放在任务队列中。

Broker.java 

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;


/**
 * Broker 命令调用类
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class Broker {

  private List<Order> orderList = new ArrayList<Order>();
  
  //添加命令到队列中
  public void addCommand(Order order) {
    orderList.add(order);
  }
  
  //执行命令集合
  public void executeCommand() {
    for (Order order : orderList) {
      order.execute();
    }
    //清空任务队列
    orderList.clear();
  }
}

5）创建客户端调用测试类 CommandPatternDemo.java

使用 Broker 类来接受并执行命令。 

CommandPatternDemo.java

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;


/**
 * CommandPatternDemo 客户端调用测试类
 * @Date 2022年10月6日
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class CommandPatternDemo {

  public static void main(String[] args) {
    Stock stock = new Stock();
    
    BuyStock buyStock = new BuyStock(stock);
    SellStock sellStock = new SellStock(stock);
    
    Broker broker = new Broker();
    broker.addCommand(buyStock);
    broker.addCommand(sellStock);
    broker.executeCommand();
  }
  
}

执行结果如下：

 4、适用情况和示例

Undo/Redo operation（撤销 / 重做操作）：命令模式允许我们将命令对象存储在队列中。这样就可以实现撤销和重做操作。

Composite command (组合命令) ：复杂命令可以使用组合模式由简单命令组成，并按顺序运行。通过这种方式，我们可以以面向对象的方式构建宏。

The asynchronous method invocation（异步方法调用）：命令模式用于多线程应用程序。命令对象可以在后台以单独的线程执行。java.lang.Runnable 是一个命令接口。

下面代码中，Runnable 接口充当命令接口，由 RunnableThread 具体实现执行命令

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;


public class RunnableThread implements Runnable {

  @Override
  public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    System.out.println("the command implementation code");
  }

}

客户端调用命令启动新线程：

package com.zhaoyanfei.designpattern.commandpattern;

public class ClientThread {

  public static void main(String[] args) {
    RunnableThread runnableThread = new RunnableThread();
    Thread thread = new Thread(runnableThread);
    thread.start();
  }
  
}

 执行程序，输出结果如下：

5、命令模式的优缺点

5.1、优点

1、降低了系统耦合度。

2、新的命令可以很容易添加到系统中去。

5.2、缺点

使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。 

6、结语

 回顾一下，这篇文章的内容

命令模式中的4个角色：

1. 接收者角色（Receiver）：负责具体执行一个请求
2. 命令角色（ICommand）：定义需要执行的所有命令行为
3. 具体的命令角色（ConcreteCommand）：内部维护一个Receiver
4. 请求者角色（Invoker）：接收客户端的命令，并执行命令

将一个请求封装成一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。 

 下一节，我会分享行为型模式中的解释器模式。