在軟件開發系統中,常常出現“方法的請求者”與“方法的實現者”之間存在緊密的耦合關係。這不利於軟件功能的擴展與維護。例如,想對行爲進行“撤銷、重做、記錄”等處理都很不方便,因此“如何將方法的請求者與方法的實現者解耦?”變得很重要,命令模式能很好地解決這個問題。
在現實生活中,這樣的例子也很多,例如,電視機遙控器(命令發送者)通過按鈕(具體命令)來遙控電視機(命令接收者),還有計算機鍵盤上的“功能鍵”等。
命令模式的定義
命令(Command
)模式的定義如下:將一個請求封裝爲一個對象,使發出請求的責任和執行請求的責任分割開。這樣兩者之間通過命令對象進行溝通,這樣方便將命令對象進行儲存、傳遞、調用、增加與管理。
命令模式的結構
可以將系統中的相關操作抽象成命令,使調用者與實現者相關分離,其結構如下:
命令模式包含以下主要角色:
抽象命令類(Command
)角色:聲明執行命令的接口,擁有執行命令的抽象方法 execute()。
具體命令角色(Concrete Command
)角色:是抽象命令類的具體實現類,它擁有接收者對象,並通過調用接收者的功能來完成命令要執行的操作。
實現者/接收者(Receiver
)角色:執行命令功能的相關操作,是具體命令對象業務的真正實現者。
調用者/請求者(Invoker
)角色:是請求的發送者,它通常擁有很多的命令對象,並通過訪問命令對象來執行相關請求,它不直接訪問接收者。
命令模式的實現
/**
* 實現者/接收者(`Receiver`):播放器
*/
public class GPlayer {
public void play(){System.out.println("正常播放");}
public void speed(){System.out.println("拖動進度條");}
public void stop(){System.out.println("停止播放");}
public void pause(){System.out.println("暫停播放");}
}
/**
* 抽象命令類(`Command`):播放器操作
*/
public interface IAction {
void execute();
}
/**
* 具體命令角色(`Concrete Command`):暫停播放
*/
public class PauseAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public PauseAction(GPlayer gplayer) {this.gplayer = gplayer;}
public void execute() {
gplayer.pause();//接受者執行暫停播放的功能
}
}
/**
* 具體命令角色(`Concrete Command`):正常播放
*/
public class PlayAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public PlayAction(GPlayer gplayer) {this.gplayer = gplayer;}
public void execute() {
gplayer.play();
}
}
/**
* 具體命令角色(`Concrete Command`):拖動進度條
*/
public class SpeedAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public SpeedAction(GPlayer gplayer) {this.gplayer = gplayer;}
public void execute() {
gplayer.speed();
}
}
/**
* 具體命令角色(`Concrete Command`):停止播放
*/
public class StopAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public StopAction(GPlayer gplayer) {this.gplayer = gplayer;
}
public void execute() {
gplayer.stop();
}
}
/**
* 調用者/請求者(`Invoker`):控制播放器,類似遙控器
*/
public class Controller {
private List<IAction> actions = new ArrayList<IAction>();//一組命令即命令宏
public void addAction(IAction action){//添加命令到命令組
actions.add(action);
}
public void execute(IAction action){ //執行單個命令
action.execute();
}
public void executes(){//執行命令組
for (IAction action:actions) {
action.execute();
}
actions.clear();
}
}
/**
* 測試類
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(">>>>>執行一個命令");
GPlayer player = new GPlayer();
Controller controller = new Controller();
controller.execute(new PlayAction(player));
System.out.println(">>>>>執行一組命令");
controller.addAction(new PauseAction(player));
controller.addAction(new PlayAction(player));
controller.addAction(new StopAction(player));
controller.addAction(new SpeedAction(player));
controller.executes();
}
}
程序運行結果如下:
>>>>>執行一個命令
正常播放
>>>>>執行一組命令
暫停播放
正常播放
停止播放
拖動進度條
命令模式的應用場景
命令模式通常適用於以下場景:
1.當系統需要將請求調用者與請求接收者解耦時,命令模式使得調用者和接收者不直接交互。
2.當系統需要隨機請求命令或經常增加或刪除命令時,命令模式比較方便實現這些功能。
3.當系統需要執行一組操作時,命令模式可以定義宏命令來實現該功能。
4.當系統需要支持命令的撤銷(Undo)操作和恢復(Redo)操作時,可以將命令對象存儲起來,採用備忘錄模式來實現。
命令模式的優缺點
命令模式的主要優點
如下:
1.降低系統的耦合度,命令模式能將調用操作的對象與實現該操作的對象解耦。
2.增加或刪除命令非常方便。採用命令模式增加與刪除命令不會影響其他類,它滿足“開閉原則”,對擴展比較靈活。
3.可以實現宏命令。命令模式可以與組合模式結合,將多個命令裝配成一個組合命令,即宏命令。
4.方便實現 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以與後面介紹的備忘錄模式結合,實現命令的撤銷與恢復。
其缺點
是:可能產生大量具體命令類。因爲計對每一個具體操作都需要設計一個具體命令類,這將增加系統的複雜性。