命令模式(源码讲解)

智能生活项目需求

看一个具体的需求
命令模式(源码讲解)_第1张图片

  1. 我们买了一套智能家电,有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机,我们只要在手机上安装app 就可以控制对这些家电工作。

  2. 这些智能家电来自不同的厂家,我们不想针对每一种家电都安装一个App,分别控制,我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电。

  3. 要实现一个app 控制所有智能家电的需要,则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给app 调用,这时就可以考虑使用命令模式。

  4. 命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来.

  5. 在我们的例子中,动作的请求者是手机app,动作的执行者是每个厂商的一个家电产品

命令模式基本介绍

  1. 命令模式(Command Pattern):在软件设计中,我们经常需要向某些对象发送请求,但是并不知道请求的接收者是谁,也不知道被请求的操作是哪个,我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可,此时,可以使用命令模式来进行设计

  2. 命名模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合,让对象之间的调用关系更加灵活,实现解耦。

  3. 在命名模式中,会将一个请求封装为一个对象,以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名),同时命令模式也支持可撤销的操作。

  4. 通俗易懂的理解:将军发布命令,士兵去执行。其中有几个角色:将军(命令发布者)、士兵(命令的具体执行者)、命令(连接将军和士兵)。

Invoker 是调用者(将军),Receiver 是被调用者(士兵),MyCommand 是命令,实现了Command 接口,持有接收对象

命令模式的原理类图

命令模式(源码讲解)_第2张图片

  • 对原理类图的说明-即(命名模式的角色及职责)
  1. Invoker 是调用者角色

  2. Command: 是命令角色,需要执行的所有命令都在这里,可以是接口或抽象类

  3. Receiver: 接受者角色,知道如何实施和执行一个请求相关的操作

  4. ConcreteCommand: 将一个接受者对象与一个动作绑定,调用接受者相应的操作,实现execute

命令模式解决智能生活项目

应用实例要求

  1. 编写程序,使用命令模式完成前面的智能家电项目
    命令模式(源码讲解)_第3张图片

  2. 思路分析和图解
    命令模式(源码讲解)_第4张图片

  3. 代码实现

客户端:

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		//使用命令设计模式,完成通过遥控器,对电灯的操作
		
		//创建电灯的对象(接受者)
		LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
		
		//创建电灯相关的开关命令
		LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
		LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
		
		//需要一个遥控器
		RemoteController remoteController = new RemoteController();
		
		//给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作
		remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
		
		System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------");
		remoteController.onButtonWasPushed(0);
		System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------");
		remoteController.offButtonWasPushed(0);
		System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
		remoteController.undoButtonWasPushed();
		
		
		System.out.println("=========使用遥控器操作电视机==========");
		
		TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();
		
		TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);
		TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);
		
		//给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 1 是电视机的开和关的操作
		remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);
		
		System.out.println("--------按下电视机的开按钮-----------");
		remoteController.onButtonWasPushed(1);
		System.out.println("--------按下电视机的关按钮-----------");
		remoteController.offButtonWasPushed(1);
		System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
		remoteController.undoButtonWasPushed();

	}

}

(调用者)遥控器类

/遥控器类
public class RemoteController {

	// 开 按钮的命令数组
	Command[] onCommands;
	Command[] offCommands;

	// 执行撤销的命令
	Command undoCommand;

	// 构造器,完成对按钮初始化

	public RemoteController() {

		onCommands = new Command[5];
		offCommands = new Command[5];

		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			onCommands[i] = new NoCommand();
			offCommands[i] = new NoCommand();
		}
	}

	// 给我们的按钮设置你需要的命令
	public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
		onCommands[no] = onCommand;
		offCommands[no] = offCommand;
	}

	// 按下开按钮
	public void onButtonWasPushed(int no) { // no 0
		// 找到你按下的开的按钮, 并调用对应方法
		onCommands[no].execute();
		// 记录这次的操作,用于撤销
		undoCommand = onCommands[no];

	}

	// 按下开按钮
	public void offButtonWasPushed(int no) { // no 0
		// 找到你按下的关的按钮, 并调用对应方法
		offCommands[no].execute();
		// 记录这次的操作,用于撤销
		undoCommand = offCommands[no];

	}
	
	// 按下撤销按钮
	public void undoButtonWasPushed() {
		undoCommand.undo();
	}

}

命令接口

//创建命令接口
public interface Command {

	//执行动作(操作)
	public void execute();
	//撤销动作(操作)
	public void undo();
}

接收者类

public class LightReceiver {

	public void on() {
		System.out.println(" 电灯打开了.. ");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println(" 电灯关闭了.. ");
	}
}

命令接口的子类

public class LightOffCommand implements Command {

	// 聚合LightReceiver

	LightReceiver light;

	// 构造器
	public LightOffCommand(LightReceiver light) {
			super();
			this.light = light;
		}

	@Override
	public void execute() {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 调用接收者的方法
		light.off();
	}

	@Override
	public void undo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 调用接收者的方法
		light.on();
	}
}

命令接口子类

**
 * 没有任何命令,即空执行: 用于初始化每个按钮, 当调用空命令时,对象什么都不做
 * 其实,这样是一种设计模式, 可以省掉对空判断
 * @author Administrator
 *
 */
public class NoCommand implements Command {

	@Override
	public void execute() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void undo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

}

命令模式在Spring 框架JdbcTemplate 应用的源码分析

  1. Spring 框架的JdbcTemplate 就使用到了命令模式
  2. 代码分析
    命令模式(源码讲解)_第5张图片
  3. 模式角色分析说明
  • StatementCallback 接口,类似命令接口(Command)

  • class QueryStatementCallback implements StatementCallback, SqlProvider , 匿名内部类, 实现了命令接口,同时也充当命令接收者

  • 命令调用者是JdbcTemplate , 其中execute(StatementCallback action) 方法中,调用action.doInStatement 方法. 不同的实现StatementCallback 接口的对象,对应不同的doInStatemnt 实现逻辑

  • 另外实现StatementCallback 命令接口的子类还有QueryStatementCallback、
    命令模式(源码讲解)_第6张图片

命令模式的注意事项和细节

  1. 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者,调用者只要调用命令对象的execute()方法就可以让接收者工作,而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的,命令对象会负责让接收者执行请求的动作,也就是说:”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的,命令对象起到了纽带桥梁的作用。

  2. 容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队,就可以多线程的执行命令

  3. 容易实现对请求的撤销和重做

  4. 命令模式不足:可能导致某些系统有过多的具体命令类,增加了系统的复杂度,这点在在使用的时候要注意

  5. 空命令也是一种设计模式,它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中,如果没有用空命令,我们每按下一个按键都要判空,这给我们编码带来一定的麻烦。

  6. 命令模式经典的应用场景:界面的一个按钮都是一条命令、模拟CMD(DOS 命令)订单的撤销/恢复、触发-反馈机制

总结

  1. 有一个命令接口,由子类各种命令(如电视打开命令)去实现,

  2. 子类各种命令聚合了接收者被调用者)的操作(如打开电视,打开灯光),

  3. 遥控器(调用者)通过聚合命令接口来调用他的子类(相当于命令执行,因为子类是命令接口的子类又有被调用者的操作)。

  4. 客户端要创建遥控器,必须有命令子类,必须要有接收者。

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