JAVA 命令模式

本文深入探讨了命令模式的设计理念,通过实例详细讲解了如何在Java中实现命令模式,包括命令接口、具体命令、接收者和执行者等关键组件。通过遥控器控制电灯的案例,展示了命令模式在实现撤销和恢复功能上的优势。

文章目录

介绍

命令模式

实现

介绍

描述

命令模式设计模式属于行为型模式,将一个请求封装成一个对象,从而让你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。

特点

优点:消除了请求发送者和具体指定接收者的耦合,让对象之间的调用关系更加灵活、新的关系也更容易添加。

缺点:可能导致系统产生许多个接收者类。

实现原理

当我们调用时,执行的时序首先是调用者类,然后是命令类,最后是接收者类。也就是说一条命令的执行被分成了三步,即调用者->命令->具体执行者。

适用

  1. 有常见的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。

命令模式

实现

遥控器操作,假设第一行对应电灯打开,则电灯对应为接收者。

第一步:初始化命令接口Command,并创建空实现。

// 创建命令接口
public interface Command {
    // 执行动作
    void execute();

    // 撤销动作
    void undo();
}
/**
 * 空执行,可用于初始化或者返回为空的条件
 * (空对象设计模式)
 * 可以省略对空的判断。例如数据库查到为null的结果,可以通过空对象模式返回提示信息
 */
public class NoCommand implements Command{
    @Override
    public void execute() {

    }

    @Override
    public void undo() {

    }
}

第二步:新建电灯接收者类Light,并且新建类LightOn、LightOff去实现Command,完成具体操作。

// 接收者
public class LightReceiver {
    public void on(){
        System.out.println("电灯 打开 ....");
    }
    public void off(){
        System.out.println("电灯 关闭 ....");
    }
}
// 电灯打开
public class LightOn implements Command{
    LightReceiver receiver;

    public LightOn(LightReceiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

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

    @Override
    public void undo() {
        // 对应撤销 积为关闭
        receiver.off();
    }
}
// 电灯关闭
public class LightOff implements Command{
    LightReceiver receiver;

    public LightOff(LightReceiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

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

    @Override
    public void undo() {
        // 对应撤销 即为打开
        receiver.on();
    }
}

第三步:创建真正执行命令的类RemoteController(遥控器),5个槽位,则对应10个开、闭按钮,每行对应一个接收者。

public class RemoteController {
    Command[] onCommands; // 所有打开的命令
    Command[] offCommands; // 所有关闭的命令
    Command undoCommand; // 执行撤销命令

    public RemoteController() {
        onCommands = new Command[5];
        offCommands = new Command[5];
        // 初始化 个数 对应按钮个数
        for (int i =0;i<5;i++){
            // 对每一个命令 实现空操作
            onCommands[i] = new NoCommand();
            offCommands[i] = new NoCommand();
        }
        // 撤销按钮初始化
        undoCommand = new NoCommand();
    }

    // 设置相应命令
    public void setCommand(int idx,Command on,Command off){
        onCommands[idx] = on;
        offCommands[idx] = off;
    }

    // 按下某个打开按钮
    public void onBtn(int idx){
        onCommands[idx].execute();
        // 记录撤销
        undoCommand = onCommands[idx];
    }

    // 按下某个关闭按钮
    public void offBtn(int idx){
        offCommands[idx].execute();
        // 记录撤销
        undoCommand = offCommands[idx];
    }

    // 按下撤销
    public void undoBtn(){
        // 执行 该 对象的 撤销命令
        undoCommand.undo();
        undoCommand = new NoCommand();
    }
}

第四步:测试。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 遥控器 初始化操作  ----------
        // 创建电灯接收者
        LightReceiver receiver = new LightReceiver();
        // 创建电灯打开命令
        LightOn lightOn = new LightOn(receiver);
        LightOff lightOff = new LightOff(receiver);
        RemoteController controller = new RemoteController();
        // 0 号位置 代表电灯
        controller.setCommand(0,lightOn,lightOff);
        // Tips : 内部初始化5个位置 当有其他接收者加入 设置对应位置即可
        // 遥控器 初始化结束 -----------

        // 调用
        controller.onBtn(0); // 打开 0号位置 -> 对应电灯的打开
        controller.offBtn(0); // 关闭 0 号位置 -> 对应电灯的关闭
        controller.undoBtn(); // 执行保留的撤销命令
        /*
        电灯 打开 ....
        电灯 关闭 ....
        电灯 打开 ....
        */
    }
}

 

### Java命令模式概述 命令模式(Command Pattern)是一种行为设计模式,它将请求封装为对象,从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化[^1]。该模式能够实现请求发送者与接收者之间的解耦,支持请求的排队、记录日志、撤销/重做等操作。 在Java中,命令模式通常包含以下几个核心角色: - **命令接口(Command Interface)**:定义执行操作的抽象方法,如 `execute()`。 - **具体命令类(Concrete Command)**:实现命令接口,并持有一个接收者对象的引用,负责调用接收者的相应方法来完成请求。 - **接收者(Receiver)**:真正执行请求操作的对象,包含具体的业务逻辑。 - **调用者(Invoker)**:持有命令对象,并通过调用命令对象的 `execute()` 方法来执行请求。 - **客户端(Client)**:创建命令对象并将其与接收者绑定,然后将命令对象传递给调用者。 ### 示例代码 以下是一个简单的Java命令模式实现示例,模拟一个遥控器控制电灯开关的场景。 ```java // 接收者:电灯类 class Light { public void on() { System.out.println("Light is ON"); } public void off() { System.out.println("Light is OFF"); } } // 命令接口 interface Command { void execute(); } // 具体命令:开灯命令 class LightOnCommand implements Command { private Light light; public LightOnCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void execute() { light.on(); } } // 具体命令:关灯命令 class LightOffCommand implements Command { private Light light; public LightOffCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void execute() { light.off(); } } // 调用者:遥控器 class RemoteControl { private Command command; public void setCommand(Command command) { this.command = command; } public void pressButton() { if (command != null) { command.execute(); } } } // 客户端测试类 public class CommandPatternDemo { public static void main(String[] args) { Light livingRoomLight = new Light(); Command onCommand = new LightOnCommand(livingRoomLight); Command offCommand = new LightOffCommand(livingRoomLight); RemoteControl remote = new RemoteControl(); remote.setCommand(onCommand); remote.pressButton(); // 输出: Light is ON remote.setCommand(offCommand); remote.pressButton(); // 输出: Light is OFF } } ``` ### 扩展功能:支持撤销操作 命令模式天然支持撤销操作。只需在命令接口中添加 `undo()` 方法,并在具体命令类中实现其逆向操作即可。 ```java interface Command { void execute(); void undo(); } class LightOnCommand implements Command { private Light light; public LightOnCommand(Light light) { this.light = light; } @Override public void execute() { light.on(); } @Override public void undo() { light.off(); } } ``` 调用者可以维护一个命令历史栈,用于实现多级撤销功能[^1]。 ### 应用场景 命令模式适用于以下场景: - 需要将操作封装成对象,例如GUI按钮、菜单项等。 - 支持事务性操作,如数据库事务回滚。 - 实现宏命令(组合多个命令)或支持命令队列。 - 需要支持命令的撤销和重做功能[^1]。 ### 优点与缺点 **优点:** - 解耦请求发送者与接收者。 - 可扩展性强,新增命令无需修改现有代码。 - 支持命令的组合、排队、日志记录和撤销机制。 **缺点:** - 每个具体命令都需要一个类,可能导致类数量增多。 - 增加系统的复杂度,尤其在简单场景下可能显得过度设计。
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