23种设计模式之命令模式

概述

**命令模式（Command Pattern）**是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。命令模式又称为行动/交易模式；是指将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。

这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。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。

命令模式的优缺点

• 优点
  1. 通过引入中间件（抽象接口）降低系统的耦合度。
  2. 扩展性良好，增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，且满足“开闭原则”。
  3. 可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合，将多个命令装配成一个组合命令，即宏命令。
  4. 方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面将要介绍的备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复。
  5. 可以在现有命令的基础上，增加额外功能。比如日志记录，结合装饰器模式会更加灵活。
• 缺点
  1. 可能产生大量具体的命令类。因为每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这会增加系统的复杂性。
  2. 命令模式的结果其实就是接收方的执行结果，但是为了以命令的形式进行架构、解耦请求与实现，引入了额外类型结构（引入了请求方与抽象命令接口），增加了理解上的困难。不过这也是设计模式的通病，抽象必然会额外增加类的数量，代码抽离肯定比代码聚合更加难理解。

命令模式的应用场景

1. 请求调用者需要与请求接收者解耦时，命令模式可以使调用者和接收者不直接交互。
2. 系统随机请求命令或经常增加、删除命令时，命令模式可以方便地实现这些功能。
3. 当系统需要执行一组操作时，命令模式可以定义宏命令来实现该功能。
4. 当系统需要支持命令的撤销（Undo）操作和恢复（Redo）操作时，可以将命令对象存储起来，采用备忘录模式来实现。

命令模式的结构和实现

模式的结构

• 命令(Command)角色：声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或Java抽象类实现。
• 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万法。
• 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。
• 客户(Client）角色：创建了一个具体命令(ConcreteCommand）对象并确定其接收者。

模式的实现

命令模式的执行顺序

1. 客户端创建一个ConcreteCommand对象，并指明接收者
2. 请求者对象保存了ConcreteCommand对象
3. 请求者对象通过调用execute()方法发出请求，如果命令是能撤销的，那么ConcreteCommand保存了调用execute()方法之前的状态。
4. ConcreteCommand对象调用接受者一方的方法执行请求

我们首先创建作为命令的接口 Order，然后创建作为请求的 Stock 类。实体命令类 BuyStock 和 SellStock，实现了 Order 接口，将执行实际的命令处理。创建作为调用对象的类 Broker，它接受订单并能下订单。

Broker 对象使用命令模式，基于命令的类型确定哪个对象执行哪个命令。CommandPatternDemo 类使用 Broker 类来演示命令模式。

• Order.java

public interface Order {
   void execute();
}

• Stock.java

public class Stock {
   
   private String name = "ABC";
   private int quantity = 10;
 
   public void buy(){
      System.out.println("Stock [ Name: "+name+", 
         Quantity: " + quantity +" ] bought");
   }
   public void sell(){
      System.out.println("Stock [ Name: "+name+", 
         Quantity: " + quantity +" ] sold");
   }
}

• BuyStock.java

public class BuyStock implements Order {
   private Stock abcStock;
 
   public BuyStock(Stock abcStock){
      this.abcStock = abcStock;
   }
 
   public void execute() {
      abcStock.buy();
   }
}

• SellStock.java

public class SellStock implements Order {
   private Stock abcStock;
 
   public SellStock(Stock abcStock){
      this.abcStock = abcStock;
   }
 
   public void execute() {
      abcStock.sell();
   }
}

• Broker.java

public class Broker {
   private List<Order> orderList = new ArrayList<Order>(); 
 
   public void takeOrder(Order order){
      orderList.add(order);      
   }
 
   public void placeOrders(){
      for (Order order : orderList) {
         order.execute();
      }
      orderList.clear();
   }
}

• CommandPatternDemo.java

public class CommandPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Stock abcStock = new Stock();
 
      BuyStock buyStockOrder = new BuyStock(abcStock);
      SellStock sellStockOrder = new SellStock(abcStock);
 
      Broker broker = new Broker();
      broker.takeOrder(buyStockOrder);
      broker.takeOrder(sellStockOrder);
 
      broker.placeOrders();
   }
}

执行结果：

Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] bought
Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] sold

总结

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。

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。

使用场景： 认为是命令的地方都可以使用命令模式，比如： 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。

注意事项： 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作，也可以考虑使用命令模式

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本文作者：Java技术债务
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