设计模式——命令模式(Command)

在面向对象程序设计的范畴中,命令模式(Command Pattern)是一种设计模式,它尝试以对象来代表实际行动。具体来说,命令模式将一个请求封装为一个对象,从而使你可以使用不同的请求对客户进行参数化,对请求进行排队或记录请求日志,以及支持可撤销操作。

命令模式的结构主要包括以下几个部分:

  1. Command:定义命令的接口,声明执行的方法。
  2. ConcreteCommand:命令接口实现对象,是“虚”的实现;通常会持有接收者,并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
  3. Receiver:接收者,真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者,只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
  4. Invoker:要求命令对象执行请求,通常会持有命令对象,可以持有很多的命令对象。这是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方。
  5. Client:创建具体的命令对象,并且设置命令对象的接收者。

命令模式的优点包括:

  • 降低对象之间的耦合度。
  • 新的命令可以很容易地加入到系统中。
  • 可以比较容易地设计一个组合命令。
  • 调用同一方法实现不同的功能。

命令模式的应用场景包括:

  • 多级回退操作:如果系统需要实现多级回退操作,所有用户的操作都以command对象的形式实现,系统可以简单地用stack来保存最近执行的命令,用户需要执行undo操作时,系统只需简单地弹出一个最近的command对象并执行其undo()方法。
  • 原子事务行为:借助command模式,可以简单地实现一个具有原子事务的行为。当一个事务失败时,可以借助command对象保存状态,简单地处理回退操作。
  • 导航:在一个复杂的用户界面中,通常需要使用多个wizard页面来共同完成一个简单动作。在这种情况下,command类不包含任何跟用户界面有关的代码,可以分离用户界面与具体的处理逻辑。

当使用命令模式时,通常会涉及多个类和接口。下面是一个简单的命令模式的代码示例,用于演示其基本结构和用法。

// Command 接口
public interface Command {void execute();void undo();
}// Receiver 类
public class Receiver {public void action() {System.out.println("Action performed on receiver.");}public void undoAction() {System.out.println("Undo action performed on receiver.");}
}// ConcreteCommand 类
public class ConcreteCommand implements Command {private Receiver receiver;public ConcreteCommand(Receiver receiver) {this.receiver = receiver;}@Overridepublic void execute() {receiver.action();}@Overridepublic void undo() {receiver.undoAction();}
}// Invoker 类
public class Invoker {private Command command;public void setCommand(Command command) {this.command = command;}public void executeCommand() {command.execute();}public void undoCommand() {command.undo();}
}// Client 类
public class Client {public static void main(String[] args) {Receiver receiver = new Receiver();Command command = new ConcreteCommand(receiver);Invoker invoker = new Invoker();invoker.setCommand(command);// 执行命令invoker.executeCommand();// 撤销命令invoker.undoCommand();}
}

在这个例子中,Command 是一个接口,定义了 executeundo 方法。Receiver 是接收者,包含了需要执行的操作和撤销操作的方法。ConcreteCommandCommand 接口的具体实现,它持有一个 Receiver 对象,并在 executeundo 方法中调用该对象的相应方法。Invoker 是请求者,它持有一个 Command 对象,并提供了执行和撤销命令的方法。最后,Client 是客户端,它创建了 ReceiverConcreteCommandInvoker 对象,并设置了 Invoker 的命令,然后执行和撤销该命令。

运行 Client 类的 main 方法,你将看到类似下面的输出:

Action performed on receiver.
Undo action performed on receiver.

这表示命令已成功执行并被撤销。

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