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在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述命令(Command)模式的:
命令模式属于对象的行为模式。命令模式又称为行动(Action)模式或交易(Transaction)模式。
命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统使用不同的请求把客户端参数化,对请求排队或者记录请求日志,可以提供命令的撤销和恢复功能。
命令模式的结构
命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开,委派给不同的对象。
每一个命令都是一个操作:请求的一方发出请求要求执行一个操作;接收的一方收到请求,并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来,使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口,更不必知道请求是怎么被接收,以及操作是否被执行、何时被执行,以及是怎么被执行的。
命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化,从而具有以下的优点:
(1)命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。
(2)允许接收请求的一方决定是否要否决请求。
(3)能较容易地设计一个命令队列。
(4)可以容易地实现对请求的撤销和恢复。
(5)在需要的情况下,可以较容易地将命令记入日志。
下面以一个示意性的系统,说明命令模式的结构。
命令模式涉及到五个角色,它们分别是:
● 客户端(Client)角色:创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。
● 命令(Command)角色:声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。
● 具体命令(ConcreteCommand)角色:定义一个接收者和行为之间的弱耦合;实现execute()方法,负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。
● 请求者(Invoker)角色:负责调用命令对象执行请求,相关的方法叫做行动方法。
● 接收者(Receiver)角色:负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者,实施和执行请求的方法叫做行动方法。
源代码
接收者角色类
public class Receiver {/*** 真正执行命令相应的操作*/public void action(){System.out.println("执行操作");} }
抽象命令角色类
public interface Command {/*** 执行方法*/void execute(); }
具体命令角色类
public class ConcreteCommand implements Command {//持有相应的接收者对象private Receiver receiver = null;/*** 构造方法*/public ConcreteCommand(Receiver receiver){this.receiver = receiver;}@Overridepublic void execute() {//通常会转调接收者对象的相应方法,让接收者来真正执行功能receiver.action();}}
请求者角色类
public class Invoker {/*** 持有命令对象*/private Command command = null;/*** 构造方法*/public Invoker(Command command){this.command = command;}/*** 行动方法*/public void action(){command.execute();} }
客户端角色类
public class Client {public static void main(String[] args) {//创建接收者Receiver receiver = new Receiver();//创建命令对象,设定它的接收者Command command = new ConcreteCommand(receiver);//创建请求者,把命令对象设置进去Invoker invoker = new Invoker(command);//执行方法invoker.action();}}
AudioPlayer系统
小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机,此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能,录音机的键盘便是请求者(Invoker)角色;茱丽(Julia)是客户端角色,而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色,而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止(stop)功能是怎么具体执行的,这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。
录音机是典型的命令模式。录音机按键把客户端与录音机的操作细节分割开来。
源代码
接收者角色,由录音机类扮演
public class AudioPlayer {public void play(){System.out.println("播放...");}public void rewind(){System.out.println("倒带...");}public void stop(){System.out.println("停止...");} }
抽象命令角色类
public interface Command {/*** 执行方法*/public void execute(); }
具体命令角色类
public class PlayCommand implements Command {private AudioPlayer myAudio;public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){myAudio = audioPlayer;}/*** 执行方法*/@Overridepublic void execute() {myAudio.play();}}
public class RewindCommand implements Command {private AudioPlayer myAudio;public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){myAudio = audioPlayer;}@Overridepublic void execute() {myAudio.rewind();}}
public class StopCommand implements Command {private AudioPlayer myAudio;public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){myAudio = audioPlayer;}@Overridepublic void execute() {myAudio.stop();}}
请求者角色,由键盘类扮演
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;}/*** 执行播放方法*/public void play(){playCommand.execute();}/*** 执行倒带方法*/public void rewind(){rewindCommand.execute();}/*** 执行播放方法*/public void stop(){stopCommand.execute();} }
客户端角色,由茱丽小女孩扮演
public class Julia {public static void main(String[]args){//创建接收者对象AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();//创建命令对象Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);//创建请求者对象Keypad keypad = new Keypad();keypad.setPlayCommand(playCommand);keypad.setRewindCommand(rewindCommand);keypad.setStopCommand(stopCommand);//测试keypad.play();keypad.rewind();keypad.stop();keypad.play();keypad.stop();} }
运行结果如下:
宏命令
所谓宏命令简单点说就是包含多个命令的命令,是一个命令的组合。
设想茱丽的录音机有一个记录功能,可以把一个一个的命令记录下来,再在任何需要的时候重新把这些记录下来的命令一次性执行,这就是所谓的宏命令集功能。因此,茱丽的录音机系统现在有四个键,分别为播音、倒带、停止和宏命令功能。此时系统的设计与前面的设计相比有所增强,主要体现在Julia类现在有了一个新方法,用以操作宏命令键。
源代码
系统需要一个代表宏命令的接口,以定义出具体宏命令所需要的接口。
public interface MacroCommand extends Command {/*** 宏命令聚集的管理方法* 可以添加一个成员命令*/public void add(Command cmd);/*** 宏命令聚集的管理方法* 可以删除一个成员命令*/public void remove(Command cmd); }
具体的宏命令MacroAudioCommand类负责把个别的命令合成宏命令。
public class MacroAudioCommand implements MacroCommand {private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();/*** 宏命令聚集管理方法*/@Overridepublic void add(Command cmd) {commandList.add(cmd);}/*** 宏命令聚集管理方法*/@Overridepublic void remove(Command cmd) {commandList.remove(cmd);}/*** 执行方法*/@Overridepublic void execute() {for(Command cmd : commandList){cmd.execute();}}}
客户端类Julia
public class Julia {public static void main(String[]args){//创建接收者对象AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();//创建命令对象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();} }
运行结果如下:
命令模式的优点
● 更松散的耦合
命令模式使得发起命令的对象——客户端,和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦,也就是说发起命令的对象完全不知道具体实现对象是谁,也不知道如何实现。
● 更动态的控制
命令模式把请求封装起来,可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作,从而使得系统更灵活。
● 很自然的复合命令
命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令,也就是宏命令,从而使系统操作更简单,功能更强大。
● 更好的扩展性
由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦,因此扩展新的命令就很容易,只需要实现新的命令对象,然后在装配的时候,把具体的实现对象设置到命令对象中,然后就可以使用这个命令对象,已有的实现完全不用变化。