命令模式

一、命令模式介绍

       在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个。我们只需要在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时可以使用命令模式来设计。

       命令模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦。在命令模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求，同时命令模式也支持撤销的操作。通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令（连接将军和士兵）。

二、命令模式的原理类图

命令模式的原理类图如下所示：

说明：

1）Involer：是调用者角色

2）Command：是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类

3）Receiver：接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作

4）ConcreteCommand：将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作。实现execute

三、命令模式例子

       实现智能生活项目需求：1）我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装app就可以控制对这个家电工作；2）这些智能家电来自不同的厂家，我们不想针对每一种家电都安装一个app分别控制，我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电；3）要实现一个app控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂都要提供一个统一的接口给app调用，这时就可以考虑使用命令模式；4）在我们的例子中，动态的请求者是手机app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。

类图如下所示：

代码如下所示：

创建Command接口及其相应子类：

//创建命令接口
public interface Command{

    //执行动作（操作）
    void execute();

    //撤销动作（操作）
    void undo();
}

public class LightOnCommand implements Command{

    //聚合LightReceiver
    private LightReceiver receiver;

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

    public void execute(){
        receiver.on();
    }

    public void undo(){
        receiver.off();
    }
}

public class LightOffCommand implements Command{

    //聚合LightReceiver
    private LightReceiver receiver;

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

    public void execute(){
        receiver.off();
    }

    public void undo(){
        receiver.undo();
    }
}

//没有任何命令，即空执行：用于初始化每个按钮，当调用空命令时，对象什么都不做
//其实这是一种设计模式，可以省掉对空判断
public class NoCommand implements Command{

    public void execute(){}

    public void undo(){}
}

创建LightReceiver类：

public class LightReceiver{

    public void on(){
        System.out.println("电灯打开...");
    }

    public void off(){
        System.out.println("电灯关闭...");
    }
}

创建RemoteController类：

public class RemoteController{

    private Command[] onCommands;
    private Command[] offCommands;

    private Command undoCommand;

    //构造器，完成对按钮初始化
    public RemoteController(){
        onCommands = new Command[5];
        offCommands = new Command[5];

        for(int i = 0; i < 5; i++){
            onCommands[i] = new NoCommand();
            offCommands[i] = new NoCommand();
        }
    }

    //给按钮设置你需要的命令
    public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand){
        onCommands[on] = onCommand;
        offCommands[on] = offCommand;
    }

    //按下开按钮
    public void onButtonWasPushed(int no){
        //找到你按下的开的按钮，并调用对应方法
        onCommands[no].execute();
        //记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = onCommands[no]
    }
    
    //按下撤销按钮
    public void undoButtonWasPushed(){
        undoCommand.undo();
    }
}

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        //使用命令设计模式，完成通过遥控器对电灯的操作

        //创建电灯的对象（接受者）
        LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();

        //创建电灯相关的开关命令
        LightOnCommand on = new LightOnCommand(lightReceiver);
        LightOffCommand off = new LightOffCommand(lightReceiver);

        //需要一个遥控器
        RemoteController remoteController = new RemoteController();

        //给遥控器设置命令
        remoteController.setCommand(0, on ,off);

        System.out.println("--------按下灯的开按钮-------");
        remoteController.onButtonWasPushed(0);
        System.out.println("--------按下灯的关按钮-------");
        remoteController.offButtonWasPushed(0); 
        System.out.println("--------按下灯的撤销按钮-------");
        remoteController.undoButtonWasPushed(); 
    }
}

四、命令模式的注意事项和细节

1）将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁，如何实现的。命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：请求发起者和请求执行者之间的解耦过程是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用

2）容易设计一个命令队列，只要把命令对象放到列队，就可以多线程的执行命令

3）容易实现对请求的撤销和重做

4）命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在使用的时候要注意

5）空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作，在上面的实际中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键就要判空，这给我们编码带来一定的麻烦

6）命令模式经典的应用场景：界面的一个按钮都是一条命令，模拟CMD订单的撤销/恢复、触发-反馈机制