23种设计模式（10）：命令模式

来源：互联网发布：p2p类似软件编辑：程序博客网时间：2024/05/21 19:23

http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/01/06/2315235.html

1.概念

　　将来自客户端的请求传入一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化。用于“行为请求者”与“行为实现者”解耦，可实现二者之间的松耦合，以便适应变化。分离变化与不变的因素。

　　在面向对象的程序设计中，一个对象调用另一个对象，一般情况下的调用过程是：创建目标对象实例；设置调用参数；调用目标对象的方法。

但在有些情况下有必要使用一个专门的类对这种调用过程加以封装，我们把这种专门的类称作command类。

Command模式可应用于
a）整个调用过程比较繁杂，或者存在多处这种调用。这时，使用Command类对该调用加以封装，便于功能的再利用。
b）调用前后需要对调用参数进行某些处理。
c）调用前后需要进行某些额外处理，比如日志，缓存，记录历史操作等。

Command模式有如下效果：
a）将调用操作的对象和知道如何实现该操作的对象解耦。
b）Command是头等对象。他们可以像其他对象一样被操作和扩展。
c）你可将多个命令装配成一个符合命令。
d）增加新的Command很容易，因为这无需改变现有的类。

2.UML

3.代码

public interface Command {    public void execute();}public class ConcreteCommand implements Command {    private Receiver receiver = null;    private String state;    public ConcreteCommand(Receiver receiver){       this.receiver = receiver;    }      public void execute() {       receiver.action();    }}public class Receiver {    public void action(){       //真正执行命令操作的功能代码    }}public class Invoker {    private Command command = null;    public void setCommand(Command command) {       this.command = command;    }    public void runCommand() {       command.execute();    }}public class Client {    public void assemble(){       //创建接收者       Receiver receiver = new Receiver();       //创建命令对象，设定它的接收者       Command command = new ConcreteCommand(receiver);       //创建Invoker，把命令对象设置进去       Invoker invoker = new Invoker();       invoker.setCommand(command);    }}

下面给个例子，是模拟对电视机的操作有开机、关机、换台命令。代码如下//命令接收者public class Tv {　　public int currentChannel = 0;　　public void turnOn() {　　   System.out.println("The televisino is on.");　　}　　public void turnOff() {　　   System.out.println("The television is off.");　　}　　public void changeChannel(int channel) {　　   this.currentChannel = channel;　　   System.out.println("Now TV channel is " + channel);　　}}//执行命令的接口public interface Command {　　void execute();}//开机命令public class CommandOn implements Command {　　private Tv myTv;　　public CommandOn(Tv tv) {　　   myTv = tv;　　}　　public void execute() {　　   myTv.turnOn();　　}}//关机命令public class CommandOff implements Command {　　private Tv myTv;　　public CommandOff(Tv tv) {　　   myTv = tv;　　}　　public void execute() {　　   myTv.turnOff();　　}}//频道切换命令public class CommandChange implements Command {　　private Tv myTv;　　private int channel;　　public CommandChange(Tv tv, int channel) {　　   myTv = tv; 　　  this.channel = channel;　　}　　public void execute() {　　   myTv.changeChannel(channel);　　}}//可以看作是遥控器吧public class Control {　　private Command onCommand, offCommand, changeChannel;　　public Control(Command on, Command off, Command channel) { 　　  onCommand = on; 　　  offCommand = off;　　   changeChannel = channel;　　}　　public void turnOn() {　　   onCommand.execute();　　}　　public void turnOff() {　　   offCommand.execute();　　}　　public void changeChannel() { 　　  changeChannel.execute();　　}}//测试类public class Client {　　public static void main(String[] args) {  　　 // 命令接收者 　　  Tv myTv = new Tv(); 　　  // 开机命令  　　 CommandOn on = new CommandOn(myTv);  　　 // 关机命令  　　 CommandOff off = new CommandOff(myTv);  　　 // 频道切换命令 　　  CommandChange channel = new CommandChange(myTv, 2); 　　  // 命令控制对象　　   Control control = new Control(on, off, channel);  　　 // 开机  　　 control.turnOn(); 　　  // 切换频道 　　  control.changeChannel(); 　　  // 关机 　　  control.turnOff();　　}}执行结果为：The televisino is on.Now TV channel is 2The television is off.

4.应用场景

在下面的情况下应当考虑使用命令模式：

1）使用命令模式作为"CallBack"在面向对象系统中的替代。"CallBack"讲的便是先将一个函数登记上，然后在以后调用此函数。

2）需要在不同的时间指定请求、将请求排队。一个命令对象和原先的请求发出者可以有不同的生命期。换言之，原先的请求发出者可能已经不在了，而命令对象本身仍然是活动的。这时命令的接收者可以是在本地，也可以在网络的另外一个地址。命令对象可以在串形化之后传送到另外一台机器上去。

3）系统需要支持命令的撤消(undo)。命令对象可以把状态存储起来，等到客户端需要撤销命令所产生的效果时，可以调用undo()方法，把命令所产生的效果撤销掉。命令对象还可以提供redo()方法，以供客户端在需要时，再重新实施命令效果。

4）如果一个系统要将系统中所有的数据更新到日志里，以便在系统崩溃时，可以根据日志里读回所有的数据更新命令，重新调用Execute()方法一条一条执行这些命令，从而恢复系统在崩溃前所做的数据更新。

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http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7550895

定义：将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。

类型：行为类模式

类图：

命令模式的结构

顾名思义，命令模式就是对命令的封装，首先来看一下命令模式类图中的基本结构：

Command类：是一个抽象类，类中对需要执行的命令进行声明，一般来说要对外公布一个execute方法用来执行命令。
ConcreteCommand类：Command类的实现类，对抽象类中声明的方法进行实现。
Client类：最终的客户端调用类。

以上三个类的作用应该是比较好理解的，下面我们重点说一下Invoker类和Recevier类。

Invoker类：调用者，负责调用命令。
Receiver类：接收者，负责接收命令并且执行命令。

所谓对命令的封装，说白了，无非就是把一系列的操作写到一个方法中，然后供客户端调用就行了，反映到类图上，只需要一个ConcreteCommand类和Client类就可以完成对命令的封装，即使再进一步，为了增加灵活性，可以再增加一个Command类进行适当地抽象，这个调用者和接收者到底是什么作用呢？

其实大家可以换一个角度去想：假如仅仅是简单地把一些操作封装起来作为一条命令供别人调用，怎么能称为一种模式呢？命令模式作为一种行为类模式，首先要做到低耦合，耦合度低了才能提高灵活性，而加入调用者和接收者两个角色的目的也正是为此。命令模式的通用代码如下：

[java] view plaincopy
class Invoker {  
    private Command command;  
    public void setCommand(Command command) {  
        this.command = command;  
    }  
    public void action(){  
        this.command.execute();  
    }  
}  
  
abstract class Command {  
    public abstract void execute();  
}  
  
class ConcreteCommand extends Command {  
    private Receiver receiver;  
    public ConcreteCommand(Receiver receiver){  
        this.receiver = receiver;  
    }  
    public void execute() {  
        this.receiver.doSomething();  
    }  
}  
  
class Receiver {  
    public void doSomething(){  
        System.out.println("接受者-业务逻辑处理");  
    }  
}  
  
public class Client {  
    public static void main(String[] args){  
        Receiver receiver = new Receiver();  
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);  
        //客户端直接执行具体命令方式（此方式与类图相符）  
        command.execute();  
  
        //客户端通过调用者来执行命令  
        Invoker invoker = new Invoker();  
        invoker.setCommand(command);  
        invoker.action();  
    }  
}  

通过代码我们可以看到，当我们调用时，执行的时序首先是调用者类，然后是命令类，最后是接收者类。也就是说一条命令的执行被分成了三步，它的耦合度要比把所有的操作都封装到一个类中要低的多，而这也正是命令模式的精髓所在：把命令的调用者与执行者分开，使双方不必关心对方是如何操作的。

命令模式的优缺点

首先，命令模式的封装性很好：每个命令都被封装起来，对于客户端来说，需要什么功能就去调用相应的命令，而无需知道命令具体是怎么执行的。比如有一组文件操作的命令：新建文件、复制文件、删除文件。如果把这三个操作都封装成一个命令类，客户端只需要知道有这三个命令类即可，至于命令类中封装好的逻辑，客户端则无需知道。

其次，命令模式的扩展性很好，在命令模式中，在接收者类中一般会对操作进行最基本的封装，命令类则通过对这些基本的操作进行二次封装，当增加新命令的时候，对命令类的编写一般不是从零开始的，有大量的接收者类可供调用，也有大量的命令类可供调用，代码的复用性很好。比如，文件的操作中，我们需要增加一个剪切文件的命令，则只需要把复制文件和删除文件这两个命令组合一下就行了，非常方便。

最后说一下命令模式的缺点，那就是命令如果很多，开发起来就要头疼了。特别是很多简单的命令，实现起来就几行代码的事，而使用命令模式的话，不用管命令多简单，都需要写一个命令类来封装。

命令模式的适用场景

对于大多数请求-响应模式的功能，比较适合使用命令模式，正如命令模式定义说的那样，命令模式对实现记录日志、撤销操作等功能比较方便。

总结

对于一个场合到底用不用模式，这对所有的开发人员来说都是一个很纠结的问题。有时候，因为预见到需求上会发生的某些变化，为了系统的灵活性和可扩展性而使用了某种设计模式，但这个预见的需求偏偏没有，相反，没预见到的需求倒是来了不少，导致在修改代码的时候，使用的设计模式反而起了相反的作用，以至于整个项目组怨声载道。这样的例子，我相信每个程序设计者都遇到过。所以，基于敏捷开发的原则，我们在设计程序的时候，如果按照目前的需求，不使用某种模式也能很好地解决，那么我们就不要引入它，因为要引入一种设计模式并不困难，我们大可以在真正需要用到的时候再对系统进行一下，引入这个设计模式。

拿命令模式来说吧，我们开发中，请求-响应模式的功能非常常见，一般来说，我们会把对请求的响应操作封装到一个方法中，这个封装的方法可以称之为命令，但不是命令模式。到底要不要把这种设计上升到模式的高度就要另行考虑了，因为，如果使用命令模式，就要引入调用者、接收者两个角色，原本放在一处的逻辑分散到了三个类中，设计时，必须考虑这样的代价是否值得。

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