命令模式(Command Pattern)

阿新 • • 發佈：2020-10-26

命令模式(Command Pattern)

1.模式動機

在軟體設計中，我們經常需要向某些物件傳送請求，但是並不知道請求的接收者是誰，也不知道被請求的操作是哪個，我們只需在程式執行時指定具體的請求接收者即可，此時，可以使用命令模式來進行設計，使得請求傳送者與請求接收者消除彼此之間的耦合，讓物件之間的呼叫關係更加靈活。

命令模式可以對傳送者和接收者完全解耦，傳送者與接收者之間沒有直接引用關係，傳送請求的物件只需要知道如何傳送請求，而不必知道如何完成請求。這就是命令模式的模式動機。

2.模式定義

命令模式(Command Pattern)：將一個請求封裝為一個物件，從而使我們可用不同的請求對客戶進行引數化；對請求排隊或者記錄請求日誌，以及支援可撤銷的操作。命令模式是一種物件行為型模式，其別名為動作(Action)模式或事務(Transaction)模式。

3.模式結構

命令模式包含如下角色：

Command: 抽象命令類
ConcreteCommand: 具體命令類
Invoker: 呼叫者
Receiver: 接收者
Client:客戶類

4.時序圖

5.程式碼分析

public class Receiver {
    /**
     * 真正執行命令相應的操作
     */
    public void action(){
        System.out.println("執行操作");
    }
}
public interface Command {
    /**
     * 執行方法
     */
    void execute();
}
public class ConcreteCommand implements Command {
    //持有相應的接收者物件
    private Receiver receiver = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public ConcreteCommand(Receiver receiver){
        this.receiver = receiver;
    }
    @Override
    public void execute() {
        //通常會轉調接收者物件的相應方法，讓接收者來真正執行功能
        receiver.action();
    }

}
public class Invoker {
    /**
     * 持有命令物件
     */
    private Command command = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public Invoker(Command command){
        this.command = command;
    }
    /**
     * 行動方法
     */
    public void action(){
        
        command.execute();
    }
}
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //建立接收者
        Receiver receiver = new Receiver();
        //建立命令物件，設定它的接收者
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);
        //建立請求者，把命令物件設定進去
        Invoker invoker = new Invoker(command);
        //執行方法
        invoker.action();
    }
}

6.模式分析

命令模式的本質是對命令進行封裝，將發出命令的責任和執行命令的責任分割開。

每一個命令都是一個操作：請求的一方發出請求，要求執行一個操作；接收的一方收到請求，並執行操作。
命令模式允許請求的一方和接收的一方獨立開來，使得請求的一方不必知道接收請求的一方的介面，更不必知道請求是怎麼被接收，以及操作是否被執行、何時被執行，以及是怎麼被執行的。
命令模式使請求本身成為一個物件，這個物件和其他物件一樣可以被儲存和傳遞。
命令模式的關鍵在於引入了抽象命令介面，且傳送者針對抽象命令介面程式設計，只有實現了抽象命令介面的具體命令才能與接收者相關聯。

7.例項

電視機遙控器

電視機是請求的接收者，遙控器是請求的傳送者，遙控器上有一些按鈕，不同的按鈕對應電視機的不同操作。抽象命令角色由一個命令介面來扮演，有三個具體的命令類實現了抽象命令介面，這三個具體命令類分別代表三種操作：開啟電視機、關閉電視機和切換頻道。顯然，電視機遙控器就是一個典型的命令模式應用例項。

8.命令模式的優缺點

優點：

降低系統的耦合度。
新的命令可以很容易地加入到系統中。
可以比較容易地設計一個命令佇列和巨集命令（組合命令）。
可以方便地實現對請求的Undo和Redo。

缺點：

使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類。因為針對每一個命令都需要設計一個具體命令類，因此某些系統可能需要大量具體命令類，這將影響命令模式的使用。

適用環境：

系統需要將請求呼叫者和請求接收者解耦，使得呼叫者和接收者不直接互動。
系統需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求。
系統需要支援命令的撤銷(Undo)操作和恢復(Redo)操作。
系統需要將一組操作組合在一起，即支援巨集命令

9.模式應用

很多系統都提供了巨集命令功能，如UNIX平臺下的Shell程式設計，可以將多條命令封裝在一個命令物件中，只需要一條簡單的命令即可執行一個命令序列，這也是命令模式的應用例項之一。

10.模式擴充套件

巨集命令又稱為組合命令，它是命令模式和組合模式聯用的產物。

-巨集命令也是一個具體命令，不過它包含了對其他命令物件的引用，在呼叫巨集命令的execute()方法時，將遞迴呼叫它所包含的每個成員命令的execute()方法，一個巨集命令的成員物件可以是簡單命令，還可以繼續是巨集命令。執行一個巨集命令將執行多個具體命令，從而實現對命令的批處理。

11.總結

在命令模式中，將一個請求封裝為一個物件，從而使我們可用不同的請求對客戶進行引數化；對請求排隊或者記錄請求日誌，以及支援可撤銷的操作。命令模式是一種物件行為型模式，其別名為動作模式或事務模式。
命令模式包含四個角色：抽象命令類中聲明瞭用於執行請求的execute()等方法，通過這些方法可以呼叫請求接收者的相關操作；具體命令類是抽象命令類的子類，實現了在抽象命令類中宣告的方法，它對應具體的接收者物件，將接收者物件的動作繫結其中；呼叫者即請求的傳送者，又稱為請求者，它通過命令物件來執行請求；接收者執行與請求相關的操作，它具體實現對請求的業務處理。
命令模式的本質是對命令進行封裝，將發出命令的責任和執行命令的責任分割開。命令模式使請求本身成為一個物件，這個物件和其他物件一樣可以被儲存和傳遞。
命令模式的主要優點在於降低系統的耦合度，增加新的命令很方便，而且可以比較容易地設計一個命令佇列和巨集命令，並方便地實現對請求的撤銷和恢復；其主要缺點在於可能會導致某些系統有過多的具體命令類。
命令模式適用情況包括：需要將請求呼叫者和請求接收者解耦，使得呼叫者和接收者不直接互動；需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求；需要支援命令的撤銷操作和恢復操作，需要將一組操作組合在一起，即支援巨集命令。

命令模式(Command Pattern)