命令模式（Command） Java实现
命令模式
命令模式（Command）的定义
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。
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执行的一个操作；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，更不必知道请求是如何被接收，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计入日志。
命令模式涉及到5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 {
// 持有相应的执行者
private Receiver receiver;
/**
* 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;
/**
* 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
小女孩朱莉（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；朱莉是客户端角色，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。朱莉（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。朱莉只需要在键盘上按下相应的键便是了。
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。
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
*/
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 myAudio) {
this.myAudio = myAudio;
}
@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，由朱莉小女孩扮演
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
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。
设想朱莉的录音机有一个记录的功能，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，朱莉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。
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
*/
void add(Command cmd);
/**
* 宏命令聚集的管理方法
* 可以删除一个成员命令
*/
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 commandList = new ArrayList<>();
/**
* 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);
// 创建请求对象
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();
// 宏命令
MacroCommand marco = new MacroAudioCommand();
marco.add(playCommand);
marco.add(rewindCommand);
marco.add(stopCommand);
marco.execute();
}
}
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，然后再装配的时候，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。