Java设计模式（十八）之行为型模式：命令模式
在开发过程中，我可能会需要向某些对象发送一些请求，但是我们不知请求的具体接收者是谁，也不知道被请求的操作是那个，我们只知道在程序运行中指定具体的请求接收者即可。打个比方，电视遥控器，我们只需要知道按那个按钮能够打开电视、关闭电视和换台即可，并不需要知道是怎么开电视、关电视和换台的。对于这种情况，我们可以采用命令模式来进行设计。
一、定义：
命令模式将请求封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式支持可撤销的操作。
命令模式可以对发送者和接收者完全解耦，发送者和接收者之间没有直接的联系，发送者只需要知道如何发送请求，不需要关心请求是如何完成的。这就是命令模式，将方法调用给封装起来了。
UML结构图：
命令模式包含如下几个角色：
Command: 抽象命令类。声明执行的方法。
ConcreteCommand: 具体命令类。通常会持有接收者，并调用接收者的功能完成命令要执行的操作。
Invoker: 调用者。通常会持有命令对象，可以持有很多的命令对象，这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方，就是相当于使用命令对象的入口。
Receiver: 接收者。真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者，只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
Client: 客户类。创建具体的命令对象，并且设置命令对象的接收者。注意这个不是我们常规意义上的客户端，而是在组装命令对象和接收者，或许，把这个Client称为装配者会更好理解，因为真正使用命令的客户端是从Invoker来触发执行。
命令模式的本质就在于将命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分开，使得发送者只需要知道如果发送命令即可，不需要知道命令是如何实现的，甚至命令执行是否成功都不需要理会。同时，命令模式也使得请求变成了一个对象，他像掐对象一样可以被存储和传递。
命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。
二、模式实现：
这里以电视机为例。电视剧是请求的接受者，遥控器是请求的发送者，遥控器上有一些按钮，不同的按钮对应着不同的操作。在这里遥控器需要执行三个命令：打开电视机、关闭电视机、换台。
UML图：
代码实现：
抽象命令类：Command.java
/**
* Command命令接口，为所有的命令声明一个接口。所有的命令都应该实现它
*/
public interface Command {
public void execute();
}
电视机类：Television.java
public class Television {
public void open(){
System.out.println("打开电视机......");
}
public void close(){
System.out.println("关闭电视机......");
}
public void changeChannel(){
System.out.println("切换电视频道......");
}
}
遥控器类：Controller.java
public class Controller {
private Command openTVCommand;
private Command closeTVCommand;
private Command changeChannelCommand;
public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
this.openTVCommand = openTvCommand;
this.closeTVCommand = closeTvCommand;
this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
}
/**
* 打开电视剧
*/
public void open(){
openTVCommand.execute();
}
/**
* 关闭电视机
*/
public void close(){
closeTVCommand.execute();
}
/**
* 换频道
*/
public void change(){
changeChannelCommand.execute();
}
}
遥控器的三个按钮：
public class OpenTvCommand implements Command{
private Television tv;
public OpenTvCommand(Television tv){
this.tv = tv;
}
public void execute() {
tv.open();
}
}
public class ChangeChannelCommand implements Command{
private Television tv;
public ChangeChannelCommand(Television tv){
this.tv = tv;
}
public void execute() {
tv.changeChannel();
}
}
public class CloseTvCommand implements Command{
private Television tv;
public CloseTvCommand(Television tv){
this.tv = tv;
}
public void execute() {
tv.close();
}
}
客户端：Client.java
public class Client {
public static void main(String a[])
{
Television tv = new Television();
Command openCommand,closeCommand,changeCommand;
openCommand = new OpenTvCommand(tv);
closeCommand = new CloseTvCommand(tv);
changeCommand = new ChangeChannelCommand(tv);
Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);
control.open(); //打开电视机
control.change(); //换频道
control.close(); //关闭电视机
}
}
运行结果：
打开电视机......
切换电视机频道......
关闭电视机......命令模式扩展：前面说过，命令模式支持撤销命令：
在电视遥控器中，我们还有这样一个按钮，那就是返回。用于切换到上面一个频道中去。在命令模式中也支持撤销操作，在这里我们只需要记录上一个频道，然后将上一个频道传入即可。
在这里将Command进行一个简单的修改：将execute()改为execute(int i ); i表示频道，用于进行频道切换。
/**
* Command命令接口，为所有的命令声明一个接口。所有的命令都应该实现它
*/
public interface Command {
/**
* 为了方便切换频道，这里使用参数i将频道传递
* @param i
*/
public void execute(int i);
}
然后在Controller中添加channelUndo()方法，用于进行频道返回。并且需要进行一些简单的修改。
public class Controller {
private Command openTVCommand;
private Command closeTVCommand;
private Command changeChannelCommand;
public int nowChannel = 0; //当前频道
public int priorChannel; //前一个频道，用于执行返回操作
public Controller(Command openTvCommand,Command closeTvCommand,Command changeChannelCommand){
this.openTVCommand = openTvCommand;
this.closeTVCommand = closeTvCommand;
this.changeChannelCommand = changeChannelCommand;
}
/**
* 打开电视剧
*/
public void open(){
openTVCommand.execute(0);
}
/**
* 关闭电视机
*/
public void close(){
closeTVCommand.execute(0);
}
/**
* 换频道：只在当前频道递增
*/
public void change(){
priorChannel = nowChannel; //换频道前记录当前频道
nowChannel++; //频道+1
changeChannelCommand.execute(nowChannel);
}
/**
* 频道返回
*/
public void ChannelUndo(){
changeChannelCommand.execute(priorChannel); //将以前的频道传入
//当前频道与前一个频道进行互换
int tempChannel;
tempChannel = priorChannel;
priorChannel = nowChannel;
nowChannel = tempChannel;
}
}
客户端：
public class Client {
public static void main(String a[])
{
Television tv = new Television();
Command openCommand,closeCommand,changeCommand;
openCommand = new OpenTvCommand(tv);
closeCommand = new CloseTvCommand(tv);
changeCommand = new ChangeChannelCommand(tv);
Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);
control.open(); //打开电视机
control.change(); //换频道
control.change();
control.ChannelUndo();
control.ChannelUndo();
control.ChannelUndo();
control.close(); //关闭电视机
}
}
运行结果：
三、命令模式小结：
1、优点：
（1）降低了系统耦合度；
（2）新的命令可以很容易添加到系统中去；
（3）可以比较容易设计一个组合命令；
（4）调用同一方法实现不同的功能。
2、缺点：
使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类。
3、适用场景：
（1）系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。
（2）系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
（3）系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
（4）系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
原博客链接：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/9388779