03-JAVA设计模式-命令模式

命令模式

什么是命令模式

命令模式(Command Pattern)是一种行为设计模式,它将请求封装为对象,从而使你可用不同的请求把客户端与请求的处理者解耦,也称动作模式或事物模式。

在命令模式中,命令对象封装了接收者对象的动作,调用者通过调用命令对象来执行该动作,而无需知道具体的接收者对象是谁。

命令模式的主要角色包括:

  • 命令接口(Command): 声明一个执行操作的接口。
  • 具体命令(ConcreteCommand): 实现命令接口,将接收者对象绑定于一个动作,调用接收者对象的相应操作,以实现execute()方法。
  • 请求者(Invoker): 要求命令执行一个请求。
  • 接收者(Receiver): 知道如何执行与请求相关联的操作的类。
  • 客户端(Client): 创建一个具体命令对象,并设置其接收者。

优点:

  • 解耦请求者和接收者: 在命令模式中,请求者不直接与接收者交互,而是通过命令对象进行中介,这彻底消除了请求者与接收者之间的耦合。这种解耦使得请求者和接收者可以独立变化,提高了系统的灵活性和可维护性。
  • 支持撤销和重做: 由于命令对象封装了操作,因此可以很容易地实现对请求的撤销和重做功能。这对于需要支持用户撤销操作或实现事务回滚的系统来说非常有用。
  • 可记录日志和监控: 命令对象可以被保存到持久化的媒介中,用于记录操作日志或进行监控。这对于审计、追踪和调试等操作非常有帮助。
  • 易于扩展和组合: 新的命令可以很容易地添加到系统中,而不影响现有的代码。此外,命令对象还可以组合起来形成更复杂的操作序列。

缺点:

  • 可能导致过多的具体命令类: 对于每个请求接收者的调用操作,都需要设计一个具体命令类。在某些系统中,如果请求接收者的操作种类繁多,那么可能会导致系统中存在大量的具体命令类,这会增加系统的复杂性。
  • 可能增加系统开销: 由于每个请求都需要通过命令对象进行中介,因此相对于直接调用接收者对象的方法,命令模式可能会增加一些额外的系统开销。

常见运用场景包括:

  • GUI设计中的按钮点击事件: 在图形用户界面设计中,按钮的点击事件可以通过命令模式进行处理。每个按钮的点击事件可以关联一个命令对象,当按钮被点击时,执行相应的命令。
  • 撤销/重做操作: 在需要支持撤销和重做功能的系统中,命令模式可以很好地实现这一需求。通过保存每次操作的命令对象,可以在需要时执行撤销或重做操作。
  • 事务处理: 在需要确保一系列操作要么全部成功要么全部失败(即原子性)的系统中,可以使用命令模式来封装这些操作,并在一个命令对象中执行它们。如果某个操作失败,可以回滚整个命令对象,确保数据的一致性。
  • 日志记录: 对于那些需要记录用户操作日志的系统,命令模式可以将每个操作封装为一个命令对象,并将其保存到日志中,以便后续查看和分析。

案例

通过命令模式实现电灯的开/关

UML

实现步骤:

  • 创建命令的具体执行者Light,定义电灯的具体执行开关的方法
  • 创建命令接口,定义执行的抽象方法
  • 创建具体命令接口的实现,通过持有具体执行的引用,执行指定命令
  • 创建请求者,用于发出指令,处理请求指令

实现代码

Light.java

java 复制代码
// 命令的接收者
public class Light {
    public void on() {
        System.out.println("Light is on");
    }
    public void off() {
        System.out.println("Light is off");
    }
}

Command.java

java 复制代码
// 命令接口
public interface Command {
    // 执行动作
    void execute();
}

LightOnCommand.java

java 复制代码
// 命令接口的具体实现
public class LightOnCommand implements Command{
    // 持有命令接受者的引用
    private Light light;
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    @Override
    public void execute() {
        light.on();
    }
}

LightOffCommand.java

java 复制代码
// 命令接口的具体实现
public class LightOffCommand implements Command{
    // 持有命令接受者的引用
    private Light light;

    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    @Override
    public void execute() {
        light.off();
    }
}

SimpleRemoteControl.java

java 复制代码
// 请求者:持有命令接口的实现,用于处理命令请求
public class SimpleRemoteControl {
    // 持有命令接口的实现
    private Command command;
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    // 执行动作
    public void excute(){
        command.execute();
    }
}

执行结果:

gitee源码

git clone https://gitee.com/dchh/JavaStudyWorkSpaces.git

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