设计模式-命令模式（Command）
设计模式-命令模式（Command）
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- 一、命令模式概述
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- 1.1 什么是命令模式
- 1.2 简单实现命令模式
- 1.3 使用命令模式的注意事项
- 二、命令模式的用途
- 三、命令模式实现方式
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- 3.1 使用匿名内部类实现命令模式
- 3.2 使用Lambda表达式实现命令模式
- 3.3 使用Java内置的函数式接口实现命令模式
- 3.4 使用策略模式和命令模式结合实现命令模式
一、命令模式概述
1.1 什么是命令模式
命令模式是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。
命令模式的主要优点是可以将请求封装成一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。主要解决在软件系统中，行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系，但某些场合，比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时，这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。
1.2 简单实现命令模式
命令模式是一种行为设计模式，它允许将操作封装为对象。以下是一个简单的Java实现命令模式的例子：
首先，我们创建一个命令接口：
public interface Command {
void execute();
}
然后，我们创建一个具体的命令类，例如打印命令：
public class PrintCommand implements Command {
private String message;
public PrintCommand(String message) {
this.message = message;
}
@Override
public void execute() {
System.out.println("执行打印命令： " + message);
}
}
接下来，我们创建一个接收者类，例如打印机：
public class Printer {
public void print(String message) {
System.out.println("打印： " + message);
}
}
最后，我们创建一个调用者类，例如命令调用者：
public class CommandInvoker {
private Command command;
public CommandInvoker(Command command) {
this.command = command;
}
public void setCommand(Command command) {
this.command = command;
}
public void executeCommand() {
command.execute();
}
}
现在，我们可以在主函数中测试这个命令模式：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Printer printer = new Printer();
PrintCommand printCommand = new PrintCommand("Hello, World!");
CommandInvoker commandInvoker = new CommandInvoker(printCommand);
commandInvoker.executeCommand(); // 输出：执行打印命令： Hello, World!
}
}
1.3 使用命令模式的注意事项
- 1、java中已经提供了一些内置的接口和类，可以方便地实现命令模式。例如，可以使用Runnable接口来实现无参数的命令，使用ActionListener接口来实现有参数的命令。
- 2、在Java中，命令对象通常被设计为匿名内部类的形式，以便将命令对象作为参数传递给其他方法。
- 3、如果需要支持撤销操作，则需要保存命令对象的历史记录。可以使用Java的Stack类来实现命令对象的堆栈管理。
- 4、如果需要支持修改命令，则需要设计一种方式来修改命令对象的状态。可以在命令对象中添加一个setState方法来实现状态修改。
- 5、如果命令对象的状态与接收者对象的状态有关，则需要考虑如何同步它们的状态。可以在命令对象中添加一个synchronized关键字来同步状态。
- 6、需要仔细考虑命令接口的设计，以便支持新的命令类型和扩展性。可以使用Java的泛型来实现命令接口的设计。
- 7、在实现具体的命令类时，需要考虑如何处理可能出现的异常情况。可以使用try-catch语句来捕获异常并进行处理。
二、命令模式的用途
- 1、将请求封装成一个对象，从而使你可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，以及支持可撤销和恢复操作。
- 2、将命令的请求者和命令的执行者进行解耦，将命令的实际执行者，封装进命令对象中，命令的调用者只需要调用命令对象的方法，这个方法会内部转调命令的实际执行者的方法完成真正的命令执行。这就是说，命令的调用者不需要关心具体命令是做什么的，只需要给我一个命令对象，我给你调用一把，具体这个命令对象自己内部做了什么，那不是我该关心的事。
- 3、支持请求的排队、记录日志、撤销操作等功能。
- 4、在Java中，命令模式常被应用在线程池中。
三、命令模式实现方式
3.1 使用匿名内部类实现命令模式
以下是一个简单的示例：
// 定义一个命令接口
interface Command {
void execute();
}
// 实现具体的命令类
class ConcreteCommand implements Command {
private Receiver receiver;
public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
receiver.action();
}
}
// 定义一个接收者类
class Receiver {
public void action() {
System.out.println("执行操作");
}
}
// 使用匿名内部类实现命令模式
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Receiver receiver = new Receiver();
Command command = new ConcreteCommand(receiver);
command.execute();
}
}
在这个示例中，我们首先定义了一个命令接口 Command，然后实现了一个具体的命令类 ConcreteCommand，它接收一个 Receiver 对象作为参数。接着，我们定义了一个接收者类 Receiver，它有一个 action() 方法用于执行操作。最后，在 main 方法中，我们创建了一个 Receiver 对象和一个 ConcreteCommand 对象，并通过调用 execute() 方法来执行操作。
3.2 使用Lambda表达式实现命令模式
首先，定义一个命令接口：
public interface Command {
void execute();
}
然后，创建一个具体的命令类，实现该接口：
public class ConcreteCommand implements Command {
private Receiver receiver;
public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
receiver.action();
}
}
接下来，创建一个接收者类，它有一个 action() 方法用于执行操作：
public class Receiver {
public void action() {
System.out.println("执行操作");
}
}
最后，使用 Lambda 表达式创建并执行命令：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Receiver receiver = new Receiver();
Command command = (Command) () -> receiver.action();
command.execute();
}
}
在这个示例中，我们使用了 Lambda 表达式来简化命令对象的创建过程。
3.3 使用Java内置的函数式接口实现命令模式
首先，定义一个函数式接口 Command：
@FunctionalInterface
public interface Command {
void execute();
}
然后，创建一个具体的命令类，实现该接口：
public class ConcreteCommand implements Command {
private Receiver receiver;
public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
receiver.action();
}
}
接下来，创建一个接收者类，它有一个 action() 方法用于执行操作：
public class Receiver {
public void action() {
System.out.println("执行操作");
}
}
最后，使用 Java 8 的 Lambda 表达式创建并执行命令：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Receiver receiver = new Receiver();
Command command = () -> receiver.action();
command.execute();
}
}
在这个示例中，我们使用了 Java 内置的函数式接口 Command 来实现命令模式。通过使用 Lambda 表达式，我们可以简化命令对象的创建过程。
3.4 使用策略模式和命令模式结合实现命令模式
首先，定义一个命令接口：
public interface Command {
void execute();
}
然后，创建具体的命令类，实现命令接口：
public class ConcreteCommandA implements Command {
@Override
public void execute() {
System.out.println("执行命令A");
}
}
public class ConcreteCommandB implements Command {
@Override
public void execute() {
System.out.println("执行命令B");
}
}
接下来，定义一个上下文类，用于存储和调用命令对象：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Context {
private Map<String, Command> commandMap = new HashMap<>();
public void registerCommand(String commandName, Command command) {
commandMap.put(commandName, command);
}
public void executeCommand(String commandName) {
Command command = commandMap.get(commandName);
if (command != null) {
command.execute();
} else {
System.out.println("未找到对应的命令");
}
}
}
最后，在客户端代码中使用策略模式和命令模式结合
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建命令对象
Command commandA = new ConcreteCommandA();
Command commandB = new ConcreteCommandB();
// 创建上下文对象，并注册命令对象
Context context = new Context();
context.registerCommand("commandA", commandA);
context.registerCommand("commandB", commandB);
// 使用上下文对象执行命令
context.executeCommand("commandA");
context.executeCommand("commandB");
}
}
运行客户端代码，输出结果如下：
执行命令A
执行命令B