浅谈Java设计模式——命令模式(Command)

命令模式设计详解
本文深入解析了命令模式的设计原理,包括其核心概念、使用场景、参与者角色及其实现类图。通过具体代码示例,展示了如何将请求封装为对象,以实现参数化处理、请求排队和日志记录,以及支持可撤销操作。

一、概述

        将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤消的操作。有些时候我们想某个对象发送一个请求,但是我们并不知道该请求的具体接收者是谁,具体的处理过程是如何的,们只知道在程序运行中指定具体的请求接收者即可,对于这样将请求封装成对象的我们称之为命令模式。所以命令模式将请求封装成对象,以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。同时命令模式支持可撤销的操作。

        命令模式可以将请求的发送者和接收者之间实现完全的解耦,发送者和接收者之间没有直接的联系,发送者只需要知道如何发送请求命令即可,其余的可以一概不管,甚至命令是否成功都无需关心。同时我们可以非常方便的增加新的命令,但是可能就是因为方便和对请求的封装就会导致系统中会存在过多的具体命令类。

二、使用场景

1.抽象出待执行的动作以参数化某对象。 

2.在不同的时刻指定、排列和执行请求。 

3.支持取消操作。 

4.支持修改日志,这样当系统崩溃时,这些修改可以被重做一遍。

5.用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。

三、参与者

1.Command 声明执行操作的接口。 

2.ConcreteCommand 将一个接收者对象绑定于一个动作。 调用接收者相应的操作,以实现Execute。 

3.Client 创建一个具体命令对象并设定它的接收者。 

4.Invoker 要求该命令执行这个请求。

5.Receiver 知道如何实施与执行一个请求相关的操作。任何类都可能作为一个接收者。

四、类图

五、代码示例

1.Command

/**
 * Command
 * @author zhipeng_Tong
 */
public abstract class Command {
    protected Receiver receiver;  // 命令真正的执行者

    public Command(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    public abstract void execute(); // 延迟到子类实现
}

2.ConcreteCommand

/**
 * ConcreteCommand
 * @author zhipeng_Tong
 */
public class ConcreteCommand extends Command {

    public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
        super(receiver);
    }

    @Override
    public void execute() {
        receiver.execute();
    }
}

3.Invoker

/**
 * Invoker
 * @author zhipeng_Tong
 */
public class Invoker {
    private Command command;

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

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

4.Receiver

/**
 * Reseiver
 * @author zhipeng_Tong
 */
public class Receiver {
    public void execute() {
        System.out.println("执行成功!");
    }
}

5.测试代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Invoker invoker = new Invoker();
        invoker.setCommand(new ConcreteCommand(new Receiver()));

        invoker.executeCommand();
    }
}

运行结果

执行成功!

 

### Java命令模式Command Pattern)的实现与示例 #### 1. 命令模式的核心概念 命令模式是一种行为型设计模式,其核心目标是将请求封装为一个对象,从而使不同类型的请求可以被参数化处理。这种方式不仅实现了请求发送者和接收者的解耦[^2],还提供了诸如撤销、重做以及日志记录等功能的支持。 #### 2. 核心角色及其职责 以下是命令模式的主要组成部分及其作用: - **命令接口(Command Interface)**: 定义了一个 `execute()` 方法用于执行命令,还可以定义 `undo()` 方法用于撤销命令。 - **具体命令(Concrete Command)**: 实现了命令接口,并绑定了具体的接收者与其操作方法。 - **接收者(Receiver)**: 执行实际的操作逻辑。 - **调用者(Invoker)**: 负责触发命令的执行,通常会持有某个命令对象的引用。 - **客户端(Client)**: 创建具体命令对象并将其与相应的接收者关联起来[^4]。 #### 3. 遥控器控制家电的经典示例 ##### 步骤 1:定义命令接口 ```java public interface Command { void execute(); } ``` ##### 步骤 2:实现接收者(家电类) 假设我们有一个简单的电灯作为接收者: ```java public class Light { public void turnOn() { System.out.println("Light is ON"); } public void turnOff() { System.out.println("Light is OFF"); } } ``` ##### 步骤 3:实现具体命令类 针对上述电灯的功能,分别创建打开和关闭的具体命令: ```java public class TurnOnLightCommand implements Command { private final Light light; public TurnOnLightCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void execute() { light.turnOn(); } } public class TurnOffLightCommand implements Command { private final Light light; public TurnOffLightCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void execute() { light.turnOff(); } } ``` ##### 步骤 4:实现调用者(遥控器) 遥控器作为一个调用者,负责存储当前的命令并通过按钮触发该命令: ```java public class RemoteControl { private Command command; public void setCommand(Command command) { this.command = command; } public void pressButton() { if (command != null) { command.execute(); } else { System.out.println("No command set."); } } } ``` ##### 步骤 5:客户端调用 最后,在客户端中完成整个流程的组装和测试: ```java public class Client { public static void main(String[] args) { // 接收者 Light livingRoomLight = new Light(); // 具体命令 Command onCommand = new TurnOnLightCommand(livingRoomLight); Command offCommand = new TurnOffLightCommand(livingRoomLight); // 调用者 RemoteControl remote = new RemoteControl(); // 设置并执行开灯命令 remote.setCommand(onCommand); remote.pressButton(); // 输出: Light is ON // 设置并执行关灯命令 remote.setCommand(offCommand); remote.pressButton(); // 输出: Light is OFF } } ``` #### 4. 支持宏命令(批量操作) 为了支持更复杂的场景,比如一次执行多个命令,可以通过引入宏命令来实现。下面是一个简单示例: ##### 步骤 1:定义宏命令类 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class MacroCommand implements Command { private List<Command> commands = new ArrayList<>(); public void addCommand(Command command) { commands.add(command); } public void removeCommand(Command command) { commands.remove(command); } @Override public void execute() { for (Command cmd : commands) { cmd.execute(); } } } ``` ##### 步骤 2:客户端使用宏命令 ```java public class ClientWithMacro { public static void main(String[] args) { Light kitchenLight = new Light(); Light bedroomLight = new Light(); Command kitchenOn = new TurnOnLightCommand(kitchenLight); Command kitchenOff = new TurnOffLightCommand(kitchenLight); Command bedroomOn = new TurnOnLightCommand(bedroomLight); Command bedroomOff = new TurnOffLightCommand(bedroomLight); MacroCommand macroCommand = new MacroCommand(); macroCommand.addCommand(kitchenOn); macroCommand.addCommand(bedroomOn); RemoteControl remote = new RemoteControl(); remote.setCommand(macroCommand); remote.pressButton(); // 同时开启厨房和卧室灯光 } } ``` #### 5. 总结 通过以上实例可以看出,命令模式在分离请求发起方与执行方的同时,也增强了系统的灵活性和可维护性。然而需要注意的是,过多的命令可能会导致系统变得臃肿,因此应权衡利弊合理应用。 --- ###
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