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命令模式(轉載)

在閻巨集博士的《JAVA與模式》一書中開頭是這樣描述命令(Command)模式的:

  命令模式屬於物件的行為模式。命令模式又稱為行動(Action)模式或交易(Transaction)模式。

  命令模式把一個請求或者操作封裝到一個物件中。命令模式允許系統使用不同的請求把客戶端引數化,對請求排隊或者記錄請求日誌,可以提供命令的撤銷和恢復功能。

命令模式的結構

命令模式是對命令的封裝。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開,委派給不同的物件。

  每一個命令都是一個操作:請求的一方發出請求要求執行一個操作;接收的一方收到請求,並執行操作。命令模式允許請求的一方和接收的一方獨立開來,使得請求的一方不必知道接收請求的一方的介面,更不必知道請求是怎麼被接收,以及操作是否被執行、何時被執行,以及是怎麼被執行的。

  命令允許請求的一方和接收請求的一方能夠獨立演化,從而具有以下的優點:

  (1)命令模式使新的命令很容易地被加入到系統裡。

  (2)允許接收請求的一方決定是否要否決請求。

  (3)能較容易地設計一個命令佇列。

  (4)可以容易地實現對請求的撤銷和恢復。

  (5)在需要的情況下,可以較容易地將命令記入日誌。

  下面以一個示意性的系統,說明命令模式的結構。

  命令模式涉及到五個角色,它們分別是:

  ●  客戶端(Client)角色:建立一個具體命令(ConcreteCommand)物件並確定其接收者。

  ●  命令(Command)角色:聲明瞭一個給所有具體命令類的抽象介面。

  ●  具體命令(ConcreteCommand)角色:定義一個接收者和行為之間的弱耦合;實現execute()方法,負責呼叫接收者的相應操作。execute()方法通常叫做執行方法。

  ●  請求者(Invoker)角色:負責呼叫命令物件執行請求,相關的方法叫做行動方法。

  ●  接收者(Receiver)角色:負責具體實施和執行一個請求。任何一個類都可以成為接收者,實施和執行請求的方法叫做行動方法。

原始碼

  接收者角色類

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public class Receiver {
    /**
     * 真正執行命令相應的操作
     */
    public void action(){
        System.out.println("執行操作");
    }
}

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  抽象命令角色類

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public interface Command {
    /**
     * 執行方法
     */
    void execute();
}

複製程式碼

  具體命令角色類

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public class ConcreteCommand implements Command {
    //持有相應的接收者物件
    private Receiver receiver = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public ConcreteCommand(Receiver receiver){
        this.receiver = receiver;
    }
    @Override
    public void execute() {
        //通常會轉調接收者物件的相應方法,讓接收者來真正執行功能
        receiver.action();
    }

}

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  請求者角色類

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public class Invoker {
    /**
     * 持有命令物件
     */
    private Command command = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public Invoker(Command command){
        this.command = command;
    }
    /**
     * 行動方法
     */
    public void action(){
        
        command.execute();
    }
}

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  客戶端角色類

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public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //建立接收者
        Receiver receiver = new Receiver();
        //建立命令物件,設定它的接收者
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);
        //建立請求者,把命令物件設定進去
        Invoker invoker = new Invoker(command);
        //執行方法
        invoker.action();
    }

}

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AudioPlayer系統

  小女孩茱麗(Julia)有一個盒式錄音機,此錄音機有播音(Play)、倒帶(Rewind)和停止(Stop)功能,錄音機的鍵盤便是請求者(Invoker)角色;茱麗(Julia)是客戶端角色,而錄音機便是接收者角色。Command類扮演抽象命令角色,而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具體命令類。茱麗(Julia)不需要知道播音(play)、倒帶(rewind)和停止(stop)功能是怎麼具體執行的,這些命令執行的細節全都由鍵盤(Keypad)具體實施。茱麗(Julia)只需要在鍵盤上按下相應的鍵便可以了。

  錄音機是典型的命令模式。錄音機按鍵把客戶端與錄音機的操作細節分割開來。

  

  原始碼

  接收者角色,由錄音機類扮演

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public class AudioPlayer {
    
    public void play(){
        System.out.println("播放...");
    }
    
    public void rewind(){
        System.out.println("倒帶...");
    }
    
    public void stop(){
        System.out.println("停止...");
    }
}

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  抽象命令角色類

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public interface Command {
    /**
     * 執行方法
     */
    public void execute();
}

複製程式碼

  具體命令角色類

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public class PlayCommand implements Command {

    private AudioPlayer myAudio;
    
    public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    /**
     * 執行方法
     */
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.play();
    }

}

複製程式碼

複製程式碼

public class RewindCommand implements Command {

    private AudioPlayer myAudio;
    
    public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.rewind();
    }

}

複製程式碼

複製程式碼

public class StopCommand implements Command {
    private AudioPlayer myAudio;
    
    public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.stop();
    }

}

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  請求者角色,由鍵盤類扮演

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public class Keypad {
    private Command playCommand;
    private Command rewindCommand;
    private Command stopCommand;
    
    public void setPlayCommand(Command playCommand) {
        this.playCommand = playCommand;
    }
    public void setRewindCommand(Command rewindCommand) {
        this.rewindCommand = rewindCommand;
    }
    public void setStopCommand(Command stopCommand) {
        this.stopCommand = stopCommand;
    }
    /**
     * 執行播放方法
     */
    public void play(){
        playCommand.execute();
    }
    /**
     * 執行倒帶方法
     */
    public void rewind(){
        rewindCommand.execute();
    }
    /**
     * 執行播放方法
     */
    public void stop(){
        stopCommand.execute();
    }
}

複製程式碼

  客戶端角色,由茱麗小女孩扮演

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public class Julia {
    public static void main(String[]args){
        //建立接收者物件
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
        //建立命令物件
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
        //建立請求者物件
        Keypad keypad = new Keypad();
        keypad.setPlayCommand(playCommand);
        keypad.setRewindCommand(rewindCommand);
        keypad.setStopCommand(stopCommand);
        //測試
        keypad.play();
        keypad.rewind();
        keypad.stop();
        keypad.play();
        keypad.stop();
    }
}

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執行結果如下:

巨集命令

  所謂巨集命令簡單點說就是包含多個命令的命令,是一個命令的組合。

  設想茱麗的錄音機有一個記錄功能,可以把一個一個的命令記錄下來,再在任何需要的時候重新把這些記錄下來的命令一次性執行,這就是所謂的巨集命令集功能。因此,茱麗的錄音機系統現在有四個鍵,分別為播音、倒帶、停止和巨集命令功能。此時系統的設計與前面的設計相比有所增強,主要體現在Julia類現在有了一個新方法,用以操作巨集命令鍵。

  原始碼

  系統需要一個代表巨集命令的介面,以定義出具體巨集命令所需要的介面。

複製程式碼

public interface MacroCommand extends Command {
    /**
     * 巨集命令聚集的管理方法
     * 可以新增一個成員命令
     */
    public void add(Command cmd);
    /**
     * 巨集命令聚集的管理方法
     * 可以刪除一個成員命令
     */
    public void remove(Command cmd);
}

複製程式碼

  具體的巨集命令MacroAudioCommand類負責把個別的命令合成巨集命令。

複製程式碼

public class MacroAudioCommand implements MacroCommand {
    
    private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();
    /**
     * 巨集命令聚集管理方法
     */
    @Override
    public void add(Command cmd) {
        commandList.add(cmd);
    }
    /**
     * 巨集命令聚集管理方法
     */
    @Override
    public void remove(Command cmd) {
        commandList.remove(cmd);
    }
    /**
     * 執行方法
     */
    @Override
    public void execute() {
        for(Command cmd : commandList){
            cmd.execute();
        }
    }

}

複製程式碼

  客戶端類Julia

複製程式碼

public class Julia {
    
    public static void main(String[]args){
        //建立接收者物件
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
        //建立命令物件
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
        
        MacroCommand marco = new MacroAudioCommand();
        
        marco.add(playCommand);
        marco.add(rewindCommand);
        marco.add(stopCommand);
        marco.execute();
    }
}

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  執行結果如下:

命令模式的優點

  ●  更鬆散的耦合

命令模式使得發起命令的物件——客戶端,和具體實現命令的物件——接收者物件完全解耦,也就是說發起命令的物件完全不知道具體實現物件是誰,也不知道如何實現。

  ●  更動態的控制

命令模式把請求封裝起來,可以動態地對它進行引數化、佇列化和日誌化等操作,從而使得系統更靈活。

  ●  很自然的複合命令

  命令模式中的命令物件能夠很容易地組合成複合命令,也就是巨集命令,從而使系統操作更簡單,功能更強大。

  ●  更好的擴充套件性

  由於發起命令的物件和具體的實現完全解耦,因此擴充套件新的命令就很容易,只需要實現新的命令物件,然後在裝配的時候,把具體的實現物件設定到命令物件中,然後就可以使用這個命令物件,已有的實現完全不用變化。

個人總結: 命令傳送者-->命令(命令集)-->命令接收者,這個模式中命令傳送者與命令接收者解耦,雙方都與命令建立聯絡。