《Android源码设计模式》之命令模式
命令模式介绍
命令模式（Command Pattern）是行为型设计模式之一，命令模式相对于其他的设计模式更为灵活多变。我们接触比较多的命令模式个例无非就是程序菜单命令，如在操作系统中，我们点击“关机”命令，系统就会执行一系列的操作，如先是暂停处理事件，保存系统的一些配置，然后结束程序进程，最后调用内核命令关闭计算机等，对于这一系列的命令，用户不用去管，用户只需点击系统的关机按钮即可完成如上一系列的命令。而我们的命令模式于此类似，将一系列的方法调用封装，用户只需要调用一个方法执行，那么所有这些被封装的方法就会被挨个执行调用。
命令模式的定义
将一个请求封装成一个对象，从而让用户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，以及支持可撤销的操作。
命令模式的使用场景
需要抽象处待执行的动作，然后以参数的形式提供出来----类似于过程设计中的回调机制，而命令模式正是回调机制的一个面向对象的替代品。
在不同的时刻制定、排列和执行请求。一个命令对象可以有与初始请求无关的生存期。
需要支持取消操作。
支持修改日志功能，这样当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍。
需要支持事务操作。
命令模式的UML类图
根据类图可以得出如下一个命令模式的通用代码。
package com.guifa.commanddemo;
public class Receiver {
public void action() {
/**
* 真正执行具体命令逻辑的方法
*/
System.out.println("执行具体操作");
}
}
package com.guifa.commanddemo;
public interface Command {
/**
* 执行具体操作的命令
*/
void execute();
}
package com.guifa.commanddemo;
public class ConcreteCommand implements Command {
private Receiver receiver;
public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
/**
* 调用接收者的相关方法来执行具体的逻辑
*/
receiver.action();
}
}
package com.guifa.commanddemo;
public class Invoker {
/**
* 持有一个对相应对象的引用
*/
private Command command;
public Invoker(Command command) {
this.command = command;
}
public void action() {
// 调用具体命令对象的相关方法，执行具体命令
command.execute();
}
}
package com.guifa.commanddemo;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 构造一个接收者
Receiver receiver = new Receiver();
// 根据接收者对象构造一个命令对象
Command command = new ConcreteCommand(receiver);
// 根据具体的对象构造请求者对象
Invoker invoker = new Invoker(command);
// 执行请求方法
invoker.action();
}
}
角色介绍：
Receiver：接收者角色。
该类负责具体实施或执行一个请求，执行具体逻辑的角色。任何一个类都可以成为一个接收者，而在接收者类中封装具体操作逻辑的方法我们则称为行动方法。
Command：命令角色。
定义所有具体命令类的抽象接口。
ConcreteCommand：具体命令角色。
该类实现了Command接口，在execute方法中调用接收者角色的相关方法，在接收者和命令执行的具体行为之间加以弱耦合。
Invoker：请求者角色。
该类的职责就是调用命令对象执行具体的请求，相关的方法我们称为行动方法。
Client：客户端角色。
命令模式的简单实现
以俄罗斯方块为例，该游戏中有4个按钮，两个左右移动的按钮，一个快速落下的按钮，还有一个变化方块形状的按钮。一个玩游戏的人就相当于我们的客户端，而游戏上的4个按钮就相当于请求者，执行具体按钮命令的逻辑方法可以看作是命令角色，最后真正执行处理具体逻辑则是游戏本身。
package com.guifa.commanddemo.game;
public class TetrisMachine {
/**
* 真正处理“向左”操作的逻辑代码
*/
public void toLeft() {
System.out.println("向左");
}
/**
* 真正处理“向右”操作的逻辑代码
*/
public void toRight() {
System.out.println("向右");
}
/**
* 真正处理“快速落下”操作的逻辑代码
*/
public void fastToBottom() {
System.out.println("快速落下");
}
/**
* 真正处理“改变形状”操作的逻辑代码
*/
public void transform() {
System.out.println("改变形状");
}
}
TetrisMachine类是整个命令模式中唯一处理具体代码逻辑的地方，其他地方都是直接或间接地调用到该类的方法，这就是接收者角色，处理具体的逻辑。
package com.guifa.commanddemo.game;
public interface Command {
/**
* 命令执行方法
*/
void execute();
}
然后就是4个具体命令：向左移动、向右移动、快速落下和变换形状。
package com.guifa.commanddemo.game;
public class LeftCommand implements Command {
/**
* 持有一个接收者俄罗斯方块游戏对象的引用
*/
private TetrisMachine tetrisMachine;
public LeftCommand(TetrisMachine tetrisMachine) {
this.tetrisMachine = tetrisMachine;
}
@Override
public void execute() {
// 调用游戏机里的具体方法执行操作
tetrisMachine.toLeft();
}
}
package com.guifa.commanddemo.game;
public class RightCommand implements Command {
/**
* 持有一个接收者俄罗斯方块游戏对象的引用
*/
private TetrisMachine tetrisMachine;
public RightCommand(TetrisMachine tetrisMachine) {
this.tetrisMachine = tetrisMachine;
}
@Override
public void execute() {
// 调用游戏机里的具体方法执行操作
tetrisMachine.toRight();
}
}
ppackage com.guifa.commanddemo.game;
public class FallCommand implements Command {
/**
* 持有一个接收者俄罗斯方块游戏对象的引用
*/
private TetrisMachine tetrisMachine;
public FallCommand(TetrisMachine tetrisMachine) {
this.tetrisMachine = tetrisMachine;
}
@Override
public void execute() {
// 调用游戏机里的具体方法执行操作
tetrisMachine.fastToBottom();
}
}
package com.guifa.commanddemo.game;
public class TransformCommand implements Command {
/**
* 持有一个接收者俄罗斯方块游戏对象的引用
*/
private TetrisMachine tetrisMachine;
public TransformCommand(TetrisMachine tetrisMachine) {
this.tetrisMachine = tetrisMachine;
}
@Override
public void execute() {
// 调用游戏机里的具体方法执行操作
tetrisMachine.transform();
}
}
对于请求者，这里我们以一个Buttons类来表示，命令由按钮来执行。
package com.guifa.commanddemo.game;
public class Buttons {
/**
* 向左移动的命令对象引用
*/
private LeftCommand leftCommand;
/**
* 向右移动的命令对象引用
*/
private RightCommand rightCommand;
/**
* 快速落下的命令对象引用
*/
private FallCommand fallCommand;
/**
* 改变形状命令对象引用
*/
private TransformCommand transformCommand;
/**
* 设置向左移动的命令对象
*
* @param leftCommand 向左移动的命令对象
*/
public void setLeftCommand(LeftCommand leftCommand) {
this.leftCommand = leftCommand;
}
/**
* 设置向右移动的命令对象
*
* @param rightCommand 向右移动的命令对象
*/
public void setRightCommand(RightCommand rightCommand) {
this.rightCommand = rightCommand;
}
/**
* 设置快速落下的命令对象
*
* @param fallCommand 快速落下的命令对象
*/
public void setFallCommand(FallCommand fallCommand) {
this.fallCommand = fallCommand;
}
/**
* 设置改变形状的命令对象
*
* @param transformCommand 改变形状命令对象
*/
public void setTransformCommand(TransformCommand transformCommand) {
this.transformCommand = transformCommand;
}
/**
* 按下按钮向左移动
*/
public void toLeft() {
leftCommand.execute();
}
/**
* 按下按钮向右移动
*/
public void toRight() {
rightCommand.execute();
}
/**
* 按下按钮快速落下
*/
public void fall() {
fallCommand.execute();
}
/**
* 按下按钮改变形状
*/
public void transform() {
transformCommand.execute();
}
}
最后，由客户端来决定如何调用。
package com.guifa.commanddemo.game;
public class Player {
public static void main(String[] args) {
// 首先要有俄罗斯方块游戏
TetrisMachine tetrisMachine = new TetrisMachine();
// 根据游戏我们构造4种命令
LeftCommand leftCommand = new LeftCommand(tetrisMachine);
RightCommand rightCommand = new RightCommand(tetrisMachine);
FallCommand fallCommand = new FallCommand(tetrisMachine);
TransformCommand transformCommand = new TransformCommand(tetrisMachine);
// 按钮可以执行不同的命令
Buttons buttons = new Buttons();
buttons.setLeftCommand(leftCommand);
buttons.setRightCommand(rightCommand);
buttons.setFallCommand(fallCommand);
buttons.setTransformCommand(transformCommand);
// 具体按下哪个按钮玩家说了算
buttons.toLeft();
buttons.toRight();
buttons.fall();
buttons.transform();
}
}
或许大家在看了这一长篇代码后心存疑惑，明明就是一个很简单的调用逻辑，为什么要做得如此复杂呢？对于大部分开发者来说更愿意接受如下代码：
package com.guifa.commanddemo.game;
public class Player {
public static void main(String[] args) {
// 俄罗斯方块游戏
TetrisMachine tetrisMachine = new TetrisMachine();
// 要实现怎样的控制方式，我们就直接调用相关的函数就行
tetrisMachine.toLeft();
tetrisMachine.toRight();
tetrisMachine.fastToBottom();
tetrisMachine.transform();
}
}
调用逻辑做得如此复杂，这是因为开发起来方便。每次我们增加或修改游戏功能只需修改TetrisMachine类就行了，然后对应的改一改Player类，但是这样的逻辑留给后来者，没人会觉得方便。设计模式有一条重要的原则：对修改关闭对扩展开放。
除此之外，使用命令模式的另一个好处是可以实现命令记录功能，如上例，我们在请求者Buttons里使用一个数据结构来存储执行过的命令对象，以此可方便的知道刚才执行过哪些命令动作，并可以在需要时恢复。
总结
在命令模式中其充分体现了几乎所有设计模式的通病，就是类膨胀，大量的衍生类的创建，这是一个不可避免的问题，但是，其给我们带来的好处也非常多，更弱的耦合性、更灵活的控制性以及更好的扩展性，不过，在实际开发过程中是不是需要采用命令模式还是需要斟酌。