（二十）Java设计模式之命令模式

约定不等于承诺〃 2022-06-05 22:48 158阅读 0赞

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述命令（Command）模式的：

**命令模式属于对象的行为模式。命令模式又称为行动(Action)模式或交易(Transaction)模式。**  
　　  
　　命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统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。

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**命令模式的结构**

命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。

每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化，从而具有以下的优点：

（1）命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。

（2）允许接收请求的一方决定是否要否决请求。

（3）能较容易地设计一个命令队列。

（4）可以容易地实现对请求的撤销和恢复。

（5）在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。

下面以一个示意性的系统，说明命令模式的结构。  
　　![这里写图片描述][SouthEast]

命令模式涉及到五个角色，它们分别是：

●　**客户端(Client)角色：**创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。

●　**命令(Command)角色：**声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。

●　**具体命令(ConcreteCommand)角色：**定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute()方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。

●　**请求者(Invoker)角色：**负责调用命令对象执行请求，相关的方法叫做行动方法。

●　**接收者(Receiver)角色：**负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

**源代码**

接收者角色类

public class Receiver { 
        /** * 真正执行命令相应的操作 */
        public void action(){
            System.out.println("执行操作");
        }
    }

抽象命令角色类

public interface Command { 
        /** * 执行方法 */
        void execute();
    }

具体命令角色类

public class ConcreteCommand implements Command { 
        //持有相应的接收者对象
        private Receiver receiver = null;
        /** * 构造方法 */
        public ConcreteCommand(Receiver receiver){
            this.receiver = receiver;
        }
        @Override
        public void execute() {
            //通常会转调接收者对象的相应方法，让接收者来真正执行功能
            receiver.action();
        }
    
    }

请求者角色类

public class Invoker { 
        /** * 持有命令对象 */
        private Command command = null;
        /** * 构造方法 */
        public Invoker(Command command){
            this.command = command;
        }
        /** * 行动方法 */
        public void action(){
    
            command.execute();
        }
    }

客户端角色类

public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
            //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);
            //创建请求者，把命令对象设置进去
            Invoker invoker = new Invoker(command);
            //执行方法
            invoker.action();
        }
    
    }

**AudioPlayer系统**

小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机，此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能，录音机的键盘便是请求者(Invoker)角色；茱丽(Julia)是客户端角色，而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色，而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止(stop)功能是怎么具体执行的，这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。

录音机是典型的命令模式。录音机按键把客户端与录音机的操作细节分割开来。  
　　![这里写图片描述][SouthEast 1]

**源代码**

接收者角色，由录音机类扮演

public class AudioPlayer {
    
        public void play(){
            System.out.println("播放...");
        }
    
        public void rewind(){
            System.out.println("倒带...");
        }
    
        public void stop(){
            System.out.println("停止...");
        }
    }

抽象命令角色类

public interface Command { 
        /** * 执行方法 */
        public void execute();
    }

具体命令角色类

public class PlayCommand implements Command { 
    
        private AudioPlayer myAudio;
    
        public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){
            myAudio = audioPlayer;
        }
        /** * 执行方法 */
        @Override
        public void execute() {
            myAudio.play();
        }
    
    }

public class RewindCommand implements Command { 
    
        private AudioPlayer myAudio;
    
        public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){
            myAudio = audioPlayer;
        }
        @Override
        public void execute() {
            myAudio.rewind();
        }
    
    }

public class StopCommand implements Command { 
        private AudioPlayer myAudio;
    
        public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){
            myAudio = audioPlayer;
        }
        @Override
        public void execute() {
            myAudio.stop();
        }
    
    }

请求者角色，由键盘类扮演

public class Keypad { 
        private Command playCommand;
        private Command rewindCommand;
        private Command stopCommand;
    
        public void setPlayCommand(Command playCommand) {
            this.playCommand = playCommand;
        }
        public void setRewindCommand(Command rewindCommand) {
            this.rewindCommand = rewindCommand;
        }
        public void setStopCommand(Command stopCommand) {
            this.stopCommand = stopCommand;
        }
        /** * 执行播放方法 */
        public void play(){
            playCommand.execute();
        }
        /** * 执行倒带方法 */
        public void rewind(){
            rewindCommand.execute();
        }
        /** * 执行播放方法 */
        public void stop(){
            stopCommand.execute();
        }
    }

客户端角色，由茱丽小女孩扮演

public class Julia {
        public static void main(String[]args){
            //创建接收者对象
            AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
            //创建命令对象
            Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
            Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
            Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
            //创建请求者对象
            Keypad keypad = new Keypad();
            keypad.setPlayCommand(playCommand);
            keypad.setRewindCommand(rewindCommand);
            keypad.setStopCommand(stopCommand);
            //测试
            keypad.play();
            keypad.rewind();
            keypad.stop();
            keypad.play();
            keypad.stop();
        }
    }

运行结果如下：  
![这里写图片描述][SouthEast 2]

**宏命令**

所谓宏命令简单点说就是包含多个命令的命令，是一个命令的组合。

设想茱丽的录音机有一个记录功能，可以把一个一个的命令记录下来，再在任何需要的时候重新把这些记录下来的命令一次性执行，这就是所谓的宏命令集功能。因此，茱丽的录音机系统现在有四个键，分别为播音、倒带、停止和宏命令功能。此时系统的设计与前面的设计相比有所增强，主要体现在Julia类现在有了一个新方法，用以操作宏命令键。  
　　![这里写图片描述][SouthEast 3]

**源代码**

系统需要一个代表宏命令的接口，以定义出具体宏命令所需要的接口。

public interface MacroCommand extends Command { 
        /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以添加一个成员命令 */
        public void add(Command cmd);
        /** * 宏命令聚集的管理方法 * 可以删除一个成员命令 */
        public void remove(Command cmd);
    }

具体的宏命令MacroAudioCommand类负责把个别的命令合成宏命令。

public class MacroAudioCommand implements MacroCommand { 
    
        private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();
        /** * 宏命令聚集管理方法 */
        @Override
        public void add(Command cmd) {
            commandList.add(cmd);
        }
        /** * 宏命令聚集管理方法 */
        @Override
        public void remove(Command cmd) {
            commandList.remove(cmd);
        }
        /** * 执行方法 */
        @Override
        public void execute() {
            for(Command cmd : commandList){
                cmd.execute();
            }
        }
    
    }

客户端类Julia

public class Julia {
    
        public static void main(String[]args){
            //创建接收者对象
            AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
            //创建命令对象
            Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
            Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
            Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
    
            MacroCommand marco = new MacroAudioCommand();
    
            marco.add(playCommand);
            marco.add(rewindCommand);
            marco.add(stopCommand);
            marco.execute();
        }
    }

运行结果如下：  
　![这里写图片描述][SouthEast 4]

**命令模式的优点**

●　**更松散的耦合**

命令模式使得发起命令的对象——客户端，和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦，也就是说发起命令的对象完全不知道具体实现对象是谁，也不知道如何实现。

●　**更动态的控制**

命令模式把请求封装起来，可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作，从而使得系统更灵活。

●　**很自然的复合命令**

命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令，也就是宏命令，从而使系统操作更简单，功能更强大。

●　**更好的扩展性**

由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦，因此扩展新的命令就很容易，只需要实现新的命令对象，然后在装配的时候，把具体的实现对象设置到命令对象中，然后就可以使用这个命令对象，已有的实现完全不用变化。

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[SouthEast 2]: /images/20220606/6fcd38dff0074e95b068b8df6727d0ee.png
[SouthEast 3]: /images/20220606/f038e9395b1447f9a2eefe9d67c8fc1d.png
[SouthEast 4]: /images/20220606/e65a33745fae4b0a8d7aab9ab1aab749.png
[JAVA_how2j.cn]: http://how2j.cn?p=21250