設計模式——命令模式（遙控器與燈）

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本文主要對命令模式進行概述講解，並使用使用遙控器與燈來說述命令模式中調用者與接收者的關係。

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1、概述

命令模式（英語：Command pattern）是一種設計模式，它嘗試以對象來表明實際行動。命令對象能夠把行動(action) 及其參數封裝起來，因而這些行動能夠被重複使用、撤銷、撤銷後重作。

這個是概念是來自維基百科，我以爲最容易理解，就是把命令封裝成對象，使命令能夠重複調用、撤銷，下降了調用者和接受者的耦合，同時容易擴展出新的命令。

<div class="note"><strong>其餘描述</strong>：<br>1.將「請求」封裝成對象，以便使不一樣的請求、隊列或日誌來參數化其餘對象，命令模式也支持可撤銷操做。（Head First 設計模式）<br>2.命令模式把一個請求或者操做封裝到一個對象中。命令模式容許系統使用不一樣的請求把客戶端參數化，對請求排隊或者記錄請求日誌，能夠提供命令的撤銷和恢復功能。（Java與模式）</div>

你們作適當參考，不理解能夠先看看下面的源碼！

2、結構

如圖，這是命令模式的結構：

以用遙控器開燈爲例（Head First 設計模式例子）

• Invoker：命令調用者,負責調用命令對象的請求——遙控器

• Command：聲明瞭一個具體命令類實現的接口——命令的接口

• ConcreteCommand：具體命令，實現了Invoker和Receiver之間的解耦，一般持有接收者對象的飲用——開燈按鈕執行的命令

• Receiver:命令接收者，真正接收命令並執行動做的對象——燈

• Client：客戶端，創造具體的命令，並肯定接收者

3、源代碼

Receiver——二檔亮度的燈

// 二檔調節的燈，在這裏做爲接收者
public class Light {
    public static final String HIGH = "賊亮";

    public static final String MEDIUM = "有點亮";

    public static final String LOW = "快滅火了";

    public static final String OFF = "真的滅火了~";

    private String luminance;

    public Light() {
        this.luminance = OFF;
    }

    public void off() {
        System.out.println("燈關閉了");
        this.luminance = OFF;
    }

    public void high() {
        System.out.println("賊亮");
        this.luminance = HIGH;
    }

    public void medium() {
        System.out.println("挺亮地！");
        this.luminance = MEDIUM;
    }

    public void low() {
        System.out.println("快滅火了");
        this.luminance = LOW;
    }
    
    public String getLuminance(){
        return this.luminance;
    }
}

Command——作個命令接口，帶撤銷功能

public interface Command {
    void excute();
    void undo();
}

LightHighCommand——高光命令

public class LightHighCommand implements Command {
    private Light light;
    private String preLuminance;
    @Override
    public void excute() {
        // 備份上一個命令，撤銷使用
        preLuminance = light.getLuminance();
        light.high();
    }

    @Override
    public void undo() {
        if (Light.HIGH.equals(preLuminance)){
            light.high();
        }else if(Light.MEDIUM.equals(preLuminance) ){
            light.medium();
        }else if (Light.LOW.equals(preLuminance)){
            light.low();
        }else if (Light.OFF.equals(preLuminance)){
            light.off();
        }
    }

    public LightHighCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    // 智能遙控器按鍵功能能夠控制多個燈
    // 若是控制令一個接收者，能夠傳入，不用新建命令
    public void setLight(Light light) {
        this.light = light;
    }
}

LightOffCommand——關燈命令

public class LightOffCommand implements Command {
    private Light light;
    private String preLuminance;

    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void excute() {
        preLuminance = light.getLuminance();
        light.off();
    }

    @Override
        public void undo() {
            if (Light.HIGH.equals(preLuminance)){
                light.high();
            }else if(Light.MEDIUM.equals(preLuminance) ){
                light.medium();
            }else if (Light.LOW.equals(preLuminance)){
                light.low();
            }else if (Light.OFF.equals(preLuminance)){
                light.off();
            }
        }
    
    public void setLight(Light light) {
        this.light = light;
    }
}

Invoker——遙控器

public class RemoteControl {
    private Command off;
    private Command high;
    private Command medium;
    private Command low;
    private Command preCommand;

    public void setOff(Command off) {
        this.off = off;

    }

    public void setHigh(Command high) {
        this.high = high;
    }

    public void setMedium(Command medium) {
        this.medium = medium;
    }

    public void setLow(Command low) {
        this.low = low;

    }

    public void lightOff() {
        off.excute();
        preCommand = off;
    }

    public void lightHigh() {
        high.excute();
        preCommand = high;

    }

    public void lightMedium() {
        medium.excute();
        preCommand = medium;

    }

    public void lightLow() {
        low.excute();
        preCommand = low;
    }

    public void undo() {
        if (preCommand == null) {
            System.out.println("沒法撤銷");
        } else {
            preCommand.undo();
        }
    }
}

Client——客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 建立接收者
        Light light = new Light();
        // 建立命令
        Command lightHighCommand = new LightHighCommand(light);
        Command lightOffCommand = new LightOffCommand(light);
        // 建立調用者
        RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
        remoteControl.setHigh(lightHighCommand);
        remoteControl.setOff(lightOffCommand);
        // 調用
        remoteControl.lightHigh();
        remoteControl.lightOff();
        remoteControl.undo();
    }
}

————————>結果
賊亮
燈關閉了
賊亮

以上就是一個帶撤回功能的命令模式，其中:

若是想實現多步撤回，能夠考慮把調用者中的preCommand換成stack;

若是想實現組合命令，能夠從新建立一個宏命令，以下

public class MacroCommand implements Command {
    private Command[] commands;

    public MacroCommand(Command[] commands) {
        this.commands = commands;
    }

    @Override
    public void excute() {
        for (Command command : commands) {
            command.excute();
        }
    }

    @Override
    public void undo() {
        for (Command command : commands) {
            command.undo();
        }
    }
}

你能夠用這個命令實現任何形式的命令組合，甚至若是你以爲你的遙控器能夠控制空調，控制電源，控制電飯鍋，你甚至能夠把這些命令組合進來~

4、命令模式的優缺點

優勢

• 解耦合：將命令調用者和命令執行者經過命令進行解耦，命令調用者不關心由誰來執行命令，只要命令執行就能夠

• 更動態的控制：請求被封裝成對象後，能夠輕易的參數化、隊列化、日誌化，使系統更加靈活。

• 更容易的命令組合：有了宏命令後，能夠任意的對命令進行組合

• 更好擴展性：能夠輕易的添加新的命令，並不會影響到其餘的命令

缺點

• 命令過多時，會建立了過多的命令類，不方便進行管理

5、總結

本文對命令模式做了簡單的介紹，命令模式只要明白調用者如何經過命令與接收者交互，就比較好理解。在實際應用中，命令模式能夠用在並行處理、事務行爲、線程池等地方。例如傳統的線程池就有addTask()方法將命令加入到等待被執行的隊列中，容許多線程執行實現java.lang.Runnable 的命令，儘管線程池自己對具體的任務毫無認知。

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1. Head First 設計模式,Eric Freeman &Elisabeth Freeman with Kathy Sierra & Bert Bates
2. Command pattern，wiki
3. 《JAVA與模式》之命令模式