命令模式——Command

案例展示——Command怎么用?

 现在有这样一个业务场景:外包公司接了一个大单——做一个汽车销售网站,这可把公司高兴坏了,近年来外包公司崛起,行业内竞争压力巨大,好不容易有一个大订单一定要把它做好。于是公司专门成立了一个项目小组去负责这件事,该项目小组主要由:需求组,美工组,代码组三个组组成,汽车公司那边外派了一个干员过来常驻公司,主要是和项目小组中的每个组进行沟通交流,以期能够提高效率,尽快交付使用。下面是类图设计:

image

代码实现如下:

//抽象组
public abstract class Group {
    //要和某个组讨论,需要找到改组
    public abstract void find();
    //被要求增加功能
    public abstract void add();
    //被要求删除功能
    public abstract void delete();
    //被要求修改功能
    public abstract void change();
    //被要求给出所有的变更计划
    public abstract void plan();
}

//需求组
public class RequirementGroup extends Group {
    //客户找到需求组进行讨论
    public void find() {
        System.out.println("找到需求组。。。");
    }
    //客户要求增加一项需求
    public void add() {
        System.out.println("客户要求增加一项需求。。。");
    }
    //客户要求删除一项需求
    public void delete() {
        System.out.println("客户要求删除一项需求。。。");
    }
    //客户要求修改一项需求
    public void change() {
        System.out.println("客户要求修改一项需求。。。");
    }
    //客户要求给出变更计划
    public void plan() {
        System.out.println("客户要求给出变更计划。。。");
    }
}

//美工组
public class PageGroup extends Group {
    //客户找到美工组进行讨论
    public void find() {
        System.out.println("找到美工组。。。");
    }
    //客户要求增加一个页面
    public void add() {
        System.out.println("客户要求增加一个页面。。。");
    }
    //客户要求删除一个页面
    public void delete() {
        System.out.println("客户要求删除一个页面。。。");
    }
    //客户要求修改一个页面
    public void change() {
        System.out.println("客户要求修改一个页面。。。");
    }
    //客户要求给出变更计划
    public void plan() {
        System.out.println("客户要求给出变更计划。。。");
    }
}


//代码组
public class CodeGroup extends Group {
    //客户找到代码组进行讨论
    public void find() {
        System.out.println("找到代码组。。。");
    }
    //客户要求增加一个功能
    public void add() {
        System.out.println("客户要求增加一个功能。。。");
    }
    //客户要求删除一个功能
    public void delete() {
        System.out.println("客户要求删除一个功能。。。");
    }
    //客户要求修改一个功能
    public void change() {
        System.out.println("客户要求修改一个功能。。。");
    }
    //客户要求给出变更计划
    public void plan() {
        System.out.println("客户要求给出变更计划。。。");
    }
}

//在一个场景中实现
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("=======找到需求组谈需求=======");
        Group group = new RequirementGroup();
        group.find();
        group.add();
        group.plan();

        System.out.println("=======找到美工组谈页面=======");
        Group group2 = new RequirementGroup();
        group2.find();
        group2.add();
        group2.plan();

        System.out.println("=======找到代码组谈功能=======");
        Group group3 = new RequirementGroup();
        group3.find();
        group3.add();
        group3.plan();
    }
}

//结果如下:
=======找到需求组谈需求=======
找到需求组。。。
客户要求增加一项需求。。。
客户要求给出变更计划。。。
=======找到美工组谈页面=======
找到需求组。。。
客户要求增加一项需求。。。
客户要求给出变更计划。。。
=======找到代码组谈功能=======
找到需求组。。。
客户要求增加一项需求。。。
客户要求给出变更计划。。。。

 结果很令人满意,但是其过程却是很曲折,过了不久,干员找到公司领导反映情况:什么事情都需要他去操心,需求需要去找需求组,美工要找美工组,功能要找代码组,这样跑来跑去他受不了了,希望公司高层拿出一个方案来,他只负责下命令,其他的由一个代理的负责人去找各个组协商去。没办法,谁让顾客是上帝呢?于是公司高层经过几个昼夜的深思熟虑,一种新的设计方案诞生了——使用命令模式,设计类图如下:

image

  • Command抽象类:包装客户发送的命令,定义三个工作组的成员变量供子类使用,定义一个抽象方法 execute() 供子类实现使用

  • DeletePageCommand类和AddRequirementCommand类:继承了Command类,对客户发出的命令进行了封装,每个命令就是一个对象,避免客户,负责人,组员之间出现交流误差

  • Invoker类:项目负责人,接收客户发送的命令,将命令给Command类进行封装,使用 action() 方法执行客户的命令。

代码实现如下(给出和上面示例不同的代码):

//抽象命令类
public abstract class Command {
    //定义三个组,子类直接使用
    protected RequirementGroup rg = new RequirementGroup();
    protected PageGroup pg = new PageGroup();
    protected CodeGroup cg = new CodeGroup();

    //执行命令的方法
    public abstract void execute();
}

//增加需求的命令
public class AddRequirementCommand extends Command {
    //执行增加一个需求的命令
    public void execute() {
        //找到需求组
        super.rg.find();
        //增加需求
        super.rg.add();
        //给出计划
        super.rg.plan();
    }
}

//删除页面的命令
public class DeletePageCommand extends Command {
    //执行删除一个页面的命令
    public void execute() {
        //找到页面组
        super.pg.find();
        //删除一个页面
        super.pg.delete();
        //给出计划
        super.pg.plan();
    }
}

//负责人
public class Invoker {
    //命令
    private Command command;
    //客户发出命令
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    //执行客户的命令
    public void action() {
        this.command.execute();
    }
}

//在一个场景中实现
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个负责人
        Invoker tom = new Invoker();
        System.out.println("=======客户要求增加一项需求=======");
        //客户下命令
        Command command = new AddRequirementCommand();
        //负责人接收到命令
        tom.setCommand(command);
        //负责人执行命令
        tom.action();

        //定义一个负责人
        Invoker jerry = new Invoker();
        System.out.println("=======客户要求删除一个页面=======");
        //客户下命令
        Command command2 = new DeletePageCommand();
        //负责人接收到命令
        jerry.setCommand(command2);
        //负责人执行命令
        jerry.action();
    }
}

//结果如下:
=======客户要求增加一项需求=======
找到需求组。。。
客户要求增加一项需求。。。
客户要求给出变更计划。。。
=======客户要求删除一个页面=======
找到美工组。。。
客户要求删除一个页面。。。
客户要求给出变更计划。。。

 上面的示例使用的就是命令模式,我们发现使用了命令模式之后,职责更加清晰:客户就只管发命令,负责人负责执行命令,各个小组负责执行相应的业务逻辑;低耦合:客户端不必亲自和各小组成员直接交谈,只需要联络负责人就行;扩展性增强:如果客户端下达了新的命令,只需要新建一个类然后继承于Command类就行。

深入分析——Command是什么?
Command定义

定义: 将一个请求封装成一个对象,从而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。其通用类图如下:

image

通用代码实现如下:

//通用的Receiver类:接收命令
public abstract class Receiver {
    //抽象接收者,定义每个接收者都必须完成的业务
    public abstract void doSomething();
}

//具体的Receiver类,可以有多个:执行业务逻辑
public class ConcreteReceiver extends Receiver {
    public void doSomething() {
        //业务逻辑
    }
}

//抽象的Command类:封装命令
public abstract class Command {
    //对具体的Receiver类进行命令处理
    protected ConcreteReceiver receiver = new ConcreteReceiver();

    //每个命令类都必须有一个执行命令的方法
    public abstract void execute();
}

//具体的Command类,可以有多个
public class ConcreteCommand extends Command {
    //执行命令
    public void execute() {
        //业务处理
        super.receiver.doSomething();
    }
}

//负责人
public class Invoker {
    private Command command;
    //接收命令
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    //执行命令
    public void action() {
        this.command.execute();
    }
}

//client类
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //声明负责人
        Invoker invoker = new Invoker();
        //具体命令
        Command command = new ConcreteCommand();
        //负责人接收命令
        invoker.setCommand(command);
        //执行命令
        invoker.action();
    }
}
Command的优点
  • 类间解耦: 调用角色与接收角色之间没有任何依赖关系,调用者实现功能时只需要调用Command抽象类的execute方法,不需要了解到底是哪个接收者执行

  • 可扩展性: Command的子类可以非常容易的扩展,而调用者Invoker和高层次的模块Client不产生严重的代码耦合

Command的缺点
  • 命令太多会导致类膨胀问题,增加了系统复杂度
参考

《设计模式之禅》

### Java 中命令模式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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