设计模式
命令模式
定义：
命令模式将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作
Hint Point：
- 在命令模式中我们将把方法调用封装起来
- 命令模式将动作的请求者从对象的执行者中解耦
- 构建一种交互方式，Invoker通过提起一系列的Commands去与底层的Receiver互动，Invoker本质上是不了解Receiver的，它只是通过调用各种Commands的具体实现的execute方法去与Receiver互动。
直观的命令模式
命令模式其实就是一种封装了一个Receiver对象的多种方法或者说一系列行为以达到某种目的对象，该对象实现于一个统一的接口，以方便在指令的发起者和指令的执行者之间进行解耦。
命令模式的简介
命令模式中主要存在三种角色，一种是命令发起者，一种是命令，一种是命令执行者。
graph LR
A[命令发起者] --> |关联| B[命令]
B -->|关联| C[命令执行者]
而命令模式需要做到的是将角色之间进行解耦。并且为一个具体的行为封装具体的操作序列(或者是方法序列)。首先，我们可以想到类与类之间常规的解耦方式就是面向接口编程。所以我们首先需要创建Command接口，而后将Command组合进命令发起者中。
graph LR
A[命令发起者] --> |包含| B[命令接口]
B --> |具体实现| C[命令1] & D[命令2]
C --> |调度| E[命令执行者1] & F[命令执行者2]
D --> |调度| F[命令执行者2] & G[命令执行者3]
命令模式例子
我们以一个自定义遥控器为例子，我们可以自定义遥控器的任意按钮取执行任意行为，比如按下按钮一打开灯。在这个例子中，我们如何应用命令模式呢？
// 我们先定义一个标准接口
public interface Command {
public void execute();
}
// 实现一个具体的Command
public class LightOnCommand {
private Light light;
public LightOnCommand implements Command (Light light) {
this.light = light;
}
@override
public void execute() {
this.light.on();
}
}
可以看到在上面我们就定义出了一个LightOnCommand的具体实现，我们的遥控器要怎么能够自由地绑定不同的Command而又不需要在意其具体实现呢？
// 假设我们的遥控器只有一个按钮
public class SimpleRemoteController() {
Command slot;
public SimpleRemoteController () {}
public void setCommand (Command command) {
this.command = command;
}
public buttonWasPressed() {
if (slot != null) {
slot.execute();
}
}
}
这样构建后，我们的遥控器就可以自由的绑定到各种各样的Command上，而且不用在意Command的实现，实现了遥控器和Command具体执行之间的解耦。
命令模式结构
classDiagram
class Client
class Invoker
Invoker : setCommand()
class Receiver
Receiver : action()
class ConcreteCommand
ConcreteCommand : execute()
ConcreteCommand : undo()
class Command
Command : execute()
Command : undo()
ConcreteCommand ..|> Command
Client --> Receiver
Client --> ConcreteCommand
ConcreteCommand --> Receiver
Invoker --> Command
实现一个复杂的遥控器
实现一个有七个on按钮和off按钮的组合的遥控器，并实现能为遥控器设置按钮对应指令，并且能实现undo。
- Command接口
public interface Command {
public void execute();
public void undo();
}
- NoCommand实现类，用于表示无指令时进行空操作
public class NoCommand implements Command {
public NoCommand() {}
@override
public void execute() {}
@override
public void undo() {}
}
- RemoteController类
public class RemoteController() {
private Command[] onCommands;
private Command[] offCommands;
private Command lastCommand;
// 七套按钮的遥控器
public RemoteController() {
onCommands = new Command[7];
offCommands = new Command[7];
// 初始化为NoCommand，防止访问到Null
noCommand = new NoCommand();
for (int i=0; i<7; i++>) {
onCommands[i] = noCommand;
offCommands[i] = noCommand;
}
lastCommand = noCommand;
}
public void setCommand(int slot, onCommand, offCommand) {
onCommands[slot] = onCommand;
offCommands[slot] = offCommand;
}
public void pressOnButton(int slot) {
onCommands[slot].execute();
// 记录下来，方便进行undo
lastCommand = onCommands[slot];
}
public void pressOnButton(int slot) {
offCommands[slot].execute();
// 记录下来，方便进行undo
lastCommand = offCommands[slot];
}
public void pressUndoButton() {
// 这个撤销功能是很不严谨的
lastCommand.undo();
}
}
- LightOnCommand实现类，一个简单的指令用来控制开灯
public class LightOnCommand implements Command {
private Light light;
public LightOnCommand() {
// 初始化Light，这里Light是前文提到的Receiver
light = New Light();
}
@override
public void execute() {
light.on();
}
@override
public void undo() {
light.off();
}
}
public class LightOffCommand implements Command {
private Light light;
public LightOffCommand() {
// 初始化Light，这里Light是前文提到的Receiver
light = New Light();
}
@override
public void execute() {
light.off();
}
@override
public void undo() {
light.on();
}
}
- 测试代码
public class Test {
public static void main(args[]) {
// 初始化遥控器
RemoteController myRemoteController = new RemoteController();
// 添加命令
myRemoteController.setCommand(0,new LightOnCommand(),new LightOffCommand());
// 按下按钮开灯
myRemoteController.pressOnButton(0);
// 撤销开灯操作
myRemoteController.pressUndoButton();
}
}
遥控器功能加强
状态撤销
上面板块的中的撤销功能比较粗糙，使用状态来实现撤销是更合理的方法。 一个简单的人物移动的例子
public class PeopleMoveGame {
private int[] location;
public PeopleMoveGame() {
location = new int[] {0,0};
}
public int[] getLocation() {
return location；
}
public void setLocation(location) {
this.location = location;
}
public void up() {
location[0] += 1;
}
public void down() {
location[0] -= 1;
}
public void left() {
location[1] -= 1;
}
public void right() {
location[1] += 1;
}
}
public class MoveUpCommand implements Command {
PeopleMoveGame peopleMoveGame;
int[] lastLocation;
public MoveUpCommand() {
PeopleMoveGame = new PeopleMoveGame();
lastLocation = peopleMoveGame.getLocation();
}
@override
public void execute() {
lastLocation = peopleMoveGame.getLocation();
peopleMoveGame.up();
}
@override
public void undo() {
peopleMoveGame.setLocation(lastLocation);
}
}
宏命令
按下一个按钮，顺序执行多种命令，也就是多个命令组合在一起执行。
public class MacroCommand implements Command {
Command[] commands;
public MacroCommand(Command[] commands) {
this.commands = commands;
}
@override
public void execute() {
for(int i=0; i<commands.length; i++) {
commands[i].execute();
}
}
@override void undo() {
for(int i=0; i<commands.length; i++) {
commands[i].undo();
}
}
}
其他用途
命令模式把Receiver对象的行为抽离封装成了Command类，这样我们实例后的Command对象就可以看作是一个个独立的任务，这种任务就可以很方便的进行调度和记录。
