设计模式—命令模式

1.什么是命令模式？

命令模式是一种行为型设计模式，核心是将每种请求或操作封装为一个独立的对象，从而可以集中管理这些请求或操作，比如将请求队列化依次执行、或者对操作进行记录和撤销。

命令模式通过将请求的发送者（客户端）和接收者（执行请求的对象）解耦，提供了更大的灵活性和可维护性。

2.命令模式的优点和应用场景

命令模式最大的优点就是解耦请求发送者和接受者，让系统更加灵活、可扩展。

由于每个操作都是一个独立的命令类，所以我们需要新增命令操作时，不需要改动现有代码。

命令模式典型的应用场景：

• 系统需要统一处理多种复杂的操作，比如操作排队、记录操作历史、撤销重做等。
• 系统需要持续增加新的命令、或者要处理复杂的组合命令（子命令），使用命令模式可以实现解耦。

3.命令模式的要素和实现

1）命令

相当于遥控器操作按钮的制作规范

命令是一个抽象类或接口，它定义了执行操作的方法，通常是execute，该方法封装了具体的操作。

public interface Command {
    void execute();
}

2）具体命令

相当于遥控器的某个操作按钮

具体命令是命令接口的具体实现类，它负责将请求传递给接收者（设备）并执行具体的操作。

比如定义一个关闭设备命令：

public class TurnOffCommand implements Command {
    private Device device;

    public TurnOffCommand(Device device) {
        this.device = device;
    }

    public void execute() {
        device.turnOff();
    }
}

还可以定义开启设备命令：

public class TurnOnCommand implements Command {
    private Device device;

    public TurnOnCommand(Device device) {
        this.device = device;
    }

    public void execute() {
        device.turnOn();
    }
}

3）接受者

相当于被遥控的设备

接收者是最终执行命令的对象，知道如何执行具体的操作。

比如定义一个设备类：

public class Device {
    private String name;

    public Device(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void turnOn() {
        System.out.println(name + " 设备打开");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println(name + " 设备关闭");
    }
}

4）调用者

相当于遥控器

作用是接受客户端的命令并执行。

比如定义遥控器类：

public class RemoteControl {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

以上只是最基础的调用者类，还可以给遥控器类增加更多能力，比如存储历史记录、撤销重做等。

5）客户端

相当于使用遥控器的人

客户端的作用是创建命令对象并将其与接收者关联（绑定设备），然后将命令对象传递给调用者（按遥控器），从而触发执行。

示例客户端：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建接收者对象
        Device tv = new Device("TV");
        Device stereo = new Device("Stereo");

        // 创建具体命令对象，可以绑定不同设备
        TurnOnCommand turnOn = new TurnOnCommand(tv);
        TurnOffCommand turnOff = new TurnOffCommand(stereo);

        // 创建调用者
        RemoteControl remote = new RemoteControl();

        // 执行命令
        remote.setCommand(turnOn);
        remote.pressButton();

        remote.setCommand(turnOff);
        remote.pressButton();
    }
}

在这个示例中，命令模式将遥控器按钮的按下操作与实际设备的开关操作解耦，从而实现了灵活的控制和可扩展性。

整个程序的 UML 类图如下：