解析Java设计模式编程中命令模式的使用

时间:2021-05-19

定义: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。
类型:行为类模式
类图:

命令模式的结构
顾名思义,命令模式就是对命令的封装,首先来看一下命令模式类图中的基本结构:
Command类:是一个抽象类,类中对需要执行的命令进行声明,一般来说要对外公布一个execute方法用来执行命令。
ConcreteCommand类:Command类的实现类,对抽象类中声明的方法进行实现。
Client类:最终的客户端调用类。
以上三个类的作用应该是比较好理解的,下面我们重点说一下Invoker类和Recevier类。
Invoker类:调用者,负责调用命令。
Receiver类:接收者,负责接收命令并且执行命令。
所谓对命令的封装,说白了,无非就是把一系列的操作写到一个方法中,然后供客户端调用就行了,反映到类图上,只需要一个ConcreteCommand类和Client类就可以完成对命令的封装,即使再进一步,为了增加灵活性,可以再增加一个Command类进行适当地抽象,这个调用者和接收者到底是什么作用呢?
其实大家可以换一个角度去想:假如仅仅是简单地把一些操作封装起来作为一条命令供别人调用,怎么能称为一种模式呢?命令模式作为一种行为类模式,首先要做到低耦合,耦合度低了才能提高灵活性,而加入调用者和接收者两个角色的目的也正是为此。
例子:
模拟对电视机的操作有开机、关机、换台命令。代码如下

//执行命令的接口 public interface Command {   void execute(); } //命令接收者Receiver public class Tv {   public int currentChannel = 0;   public void turnOn() {    System.out.println("The televisino is on.");   }   public void turnOff() {    System.out.println("The television is off.");   }   public void changeChannel(int channel) {    this.currentChannel = channel;    System.out.println("Now TV channel is " + channel);   } } //开机命令ConcreteCommand public class CommandOn implements Command {   private Tv myTv;   public CommandOn(Tv tv) {    myTv = tv;   }   public void execute() {    myTv.turnOn();   } } //关机命令ConcreteCommand public class CommandOff implements Command {   private Tv myTv;   public CommandOff(Tv tv) {    myTv = tv;   }   public void execute() {    myTv.turnOff();   } } //频道切换命令ConcreteCommand public class CommandChange implements Command {   private Tv myTv;   private int channel;   public CommandChange(Tv tv, int channel) {    myTv = tv;    this.channel = channel;   }   public void execute() {    myTv.changeChannel(channel);   } } //可以看作是遥控器Invoker public class Control {   private Command onCommand, offCommand, changeChannel;   public Control(Command on, Command off, Command channel) {    onCommand = on;    offCommand = off;    changeChannel = channel;   }   public void turnOn() {    onCommand.execute();   }   public void turnOff() {    offCommand.execute();   }   public void changeChannel() {    changeChannel.execute();   } } //测试类Client public class Client {   public static void main(String[] args) {    // 命令接收者Receiver    Tv myTv = new Tv();    // 开机命令ConcreteCommond    CommandOn on = new CommandOn(myTv);    // 关机命令ConcreteCommond    CommandOff off = new CommandOff(myTv);    // 频道切换命令ConcreteCommond    CommandChange channel = new CommandChange(myTv, 2);    // 命令控制对象Invoker    Control control = new Control(on, off, channel);    // 开机    control.turnOn();    // 切换频道    control.changeChannel();    // 关机    control.turnOff();   } }

执行结果

The televisino is on. Now TV channel is 2 The television is off.

命令模式的优缺点
首先,命令模式的封装性很好:每个命令都被封装起来,对于客户端来说,需要什么功能就去调用相应的命令,而无需知道命令具体是怎么执行的。比如有一组文件操作的命令:新建文件、复制文件、删除文件。如果把这三个操作都封装成一个命令类,客户端只需要知道有这三个命令类即可,至于命令类中封装好的逻辑,客户端则无需知道。
其次,命令模式的扩展性很好,在命令模式中,在接收者类中一般会对操作进行最基本的封装,命令类则通过对这些基本的操作进行二次封装,当增加新命令的时候,对命令类的编写一般不是从零开始的,有大量的接收者类可供调用,也有大量的命令类可供调用,代码的复用性很好。比如,文件的操作中,我们需要增加一个剪切文件的命令,则只需要把复制文件和删除文件这两个命令组合一下就行了,非常方便。
最后说一下命令模式的缺点,那就是命令如果很多,开发起来就要头疼了。特别是很多简单的命令,实现起来就几行代码的事,而使用命令模式的话,不用管命令多简单,都需要写一个命令类来封装。

命令模式的适用场景
对于大多数请求-响应模式的功能,比较适合使用命令模式,正如命令模式定义说的那样,命令模式对实现记录日志、撤销操作等功能比较方便。

总结
对于一个场合到底用不用模式,这对所有的开发人员来说都是一个很纠结的问题。有时候,因为预见到需求上会发生的某些变化,为了系统的灵活性和可扩展性而使用了某种设计模式,但这个预见的需求偏偏没有,相反,没预见到的需求倒是来了不少,导致在修改代码的时候,使用的设计模式反而起了相反的作用,以至于整个项目组怨声载道。这样的例子,我相信每个程序设计者都遇到过。所以,基于敏捷开发的原则,我们在设计程序的时候,如果按照目前的需求,不使用某种模式也能很好地解决,那么我们就不要引入它,因为要引入一种设计模式并不困难,我们大可以在真正需要用到的时候再对系统进行一下,引入这个设计模式。
拿命令模式来说吧,我们开发中,请求-响应模式的功能非常常见,一般来说,我们会把对请求的响应操作封装到一个方法中,这个封装的方法可以称之为命令,但不是命令模式。到底要不要把这种设计上升到模式的高度就要另行考虑了,因为,如果使用命令模式,就要引入调用者、接收者两个角色,原本放在一处的逻辑分散到了三个类中,设计时,必须考虑这样的代价是否值得。

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