【设计模式】命令模式（Command Pattren）
命令模式(Command Pattren)属于行为型模式，它又被称做动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。命令模式将请求者发送的请求封装为命令对象，这个命令对象将携带请求者的相关信息被传递到接收者，以此来达到请求者和接收者的解耦操作，让对象之间的调用更加灵活。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，所以需要使用命令模式。
文章目录
- 命令模式的简介
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- 优点
- 缺点
- 应用场景
- 命令模式的应用
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- 类图
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- 五种角色：
- 命令模式的实现
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- 第一步：编写命令角色
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- Command
- 第二步：编写接收者角色
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- TextBox
- 第三步：编写具体命令角色
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- InputCommand
- ShowCommand
- RevokeCommand
- 第四步：编写请求者角色
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- InputHandle
- ShowButton
- RevokeButton
- 第五步：编写客户程序
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- CommandMain
- 第六步：测试
命令模式的简介
命令模式(Command Pattren)的本质是对命令进行封装，它将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，此时发送者与接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。命令模式的核心在于引入了命令类，通过命令类来降低发送者和接收者的耦合度，请求发送者只需指定一个命令对象，再通过命令对象来调用请求接收者的处理方法。命令模式允许系统使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，可以提供命令的撤销和恢复功能
优点
- 请求者和接收者解耦，降低了系统耦合度
- 易于拓展新的命令，新的命令很容易地被加入到系统里
- 可以容易地实现对请求的撤销和恢复
- 可以比较容易地设计一个组合命令
- 在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志
缺点
-
每一个命令都需要设计一个具体命令类，后期命令类过多可能影响性能
应用场景
- 需要用到“撤销/恢复、记录日志、事务”的场景
- GUI 中每一个按钮都是一条命令
- 模拟 CMD中的命令
命令模式的应用
假设现在我要开发一个简单的文本框，文本框具有显示文本和撤销文本的功能。此时我需要先设计两个按钮类，分别为显示按钮**(ShowButton)和撤销按钮(RevokeButton)，这两个类主要是做UI渲染方面的事情，而业务逻辑通过命令类(ShowCommand和RevokeCommand)传递到文本框类(TextBox)来执行。同时向文本框输入文本也写了一个输入器类(InputHandle)来模拟，输入器发送键入命令(InputCommand)**到文本框，文本框存储这些命令，为之后的撤销操作做准备。
类图
五种角色：
- **客户端(Client)角色：**创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。
- **命令(Command)角色：**声明了一个所有具体命令类的抽象接口。
- **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，如execute()方法。
- **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。
命令模式的实现
第一步：编写命令角色
Command
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public interface Command {
boolean execute();
}
第二步：编写接收者角色
TextBox
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
import java.util.ArrayList;
public class TextBox {
private String content = ""; // 文本框中的文本
ArrayList<InputCommand> commandList = new ArrayList<>(); // 等待撤销的键入命令列表
/**
* 输入方法，获得待执行命令中的信息，将新的信息添加到当前文本中
* @param command 待执行的键入命令
*/
public void input(InputCommand command){
content += command.getText(); // 获取命令中的文本，添加到当前文本
command.clear(); // 清除命令中的文本，节省资源
commandList.add(command); // 将当前命令添加到键入命令列表，方便撤销操作
}
/**
* 撤销方法，为文本框提供撤销操作
*/
public void revoke(){
if (commandList.size() < 1) return; // 如果命令列表中没有命令则不执行
int index = commandList.size() - 1; // 获取最后一条命令的索引
InputCommand command = commandList.get(index); // 获取最后一条命令
content = content.substring(0,content.length()-command.getTextSize()); // 进行撤销操作
commandList.remove(index); // 删除最后一条键入命令
}
public void print(){
// 调用显示器显示文本
System.out.println(content);
}
}
第三步：编写具体命令角色
InputCommand
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public class InputCommand implements Command {
private String text; // 待输入的文本
private TextBox textBox; //
private int textSize = -1;
InputCommand(TextBox textBox){
this.textBox = textBox;
}
public void setText(String text) {
this.text = text;
textSize = text.length(); // 获得文本长度
}
public String getText(){
return text;
}
public int getTextSize() {
return textSize;
}
/**
* 清除当前对象存储的键入文本信息，节省资源，由文本框调用
*/
public void clear(){
text = null;
}
@Override
public boolean execute() {
// 执行命令，如果文本存在则执行成功，否则执行失败
if (text != null) textBox.input(this);
else return false;
return true;
}
}
ShowCommand
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public class ShowCommand implements Command {
TextBox textBox; // 在显示命令中维护接收者（文本框）
ShowCommand(TextBox textBox){
this.textBox = textBox;
}
@Override
public boolean execute() {
// 执行文本框的显示方法
if (textBox != null) textBox.print();
else return false;
return true;
}
}
RevokeCommand
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public class RevokeCommand implements Command {
private TextBox textBox; // 在撤销命令中维护接收者（文本框）
public RevokeCommand(TextBox textBox) {
this.textBox = textBox;
}
@Override
public boolean execute() {
// 执行调用者的撤销方法
if (textBox != null) textBox.revoke();
else return false;
return true;
}
}
第四步：编写请求者角色
InputHandle
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
/**
* 模拟一个输入器
*/
public class InputHandle {
private TextBox textBox; // 指定一个文本框，用于键入文本
private String text = ""; // 模拟缓存区文本
public InputHandle(TextBox textBox){
this.textBox = textBox; // 维护一个文本框
}
public void setText(String text){ // 设置输入器的缓存文字
this.text += text;
}
/**
* 键入方法，将缓存区的文本通过命令写入到指定文本框中
*/
public void typing(){
// 将键入命令实体化，方便文本撤销操作
// 指定键入命令输出的文本框
InputCommand command = new InputCommand(textBox);
// 指定键入命令输入入的文字
command.setText(text);
// 如果该命令执行成功，清除缓存
if (command.execute()) text = "";
}
}
ShowButton
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public class ShowButton {
private Command command; // 维护一条显示命令
ShowButton(Command command){
this.command = command;
}
public void onClick(){
if (command != null) command.execute();
}
}
RevokeButton
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
/**
* 撤销按钮
*/
public class RevokeButton {
private TextBox textBox; // 维护一个文本框
public RevokeButton(TextBox textBox){
this.textBox = textBox;
}
public void onClick(){
// 点击撤销按钮时，新建一条撤销命令，并执行
new RevokeCommand(textBox).execute();
}
}
第五步：编写客户程序
CommandMain
package 设计模式.行为型模式.命令模式;
public class CommandMain {
public static void main(String[] args) {
// 新建一个文本框
TextBox textBox = new TextBox();
// 新建一个输入器，用来模拟键盘输入
InputHandle inputHandle = new InputHandle(textBox);
// 新建一个显示按钮，在按钮中维护显示指令，在显示指令中维护一个文本框，以此达到点击按钮显示文本的操作
ShowButton showButton = new ShowButton(new ShowCommand(textBox));
// 新建一个撤销按钮，在撤销按钮中维护一个文本框
RevokeButton revokeButton = new RevokeButton(textBox);
//缓存文本“你好世界！”
inputHandle.setText("你好世界！");
// 通过键入命令键入到文本框
inputHandle.typing();
// 点击按钮，让文本框的内容显示在屏幕上
showButton.onClick();
// 再次键入文本
inputHandle.setText("hello，world!");
inputHandle.typing();
showButton.onClick();
//再次键入文本
inputHandle.setText("abc!");
inputHandle.typing();
showButton.onClick();
// 点击撤销按钮，在内部执行撤销命令
revokeButton.onClick();
// 显示撤销后的文本框文本信息
showButton.onClick();
revokeButton.onClick();
showButton.onClick();
}
}
第六步：测试
你好世界！
你好世界！hello，world!
你好世界！hello，world!abc!
你好世界！hello，world!
你好世界！
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