14、设计模式之命令模式(Command)

news/2024/5/26 19:30:57/文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_45817985/article/details/136670228

一、什么是命令模式
命令模式(Command Pattern)是一种行为型设计模式,又叫动作模式或事务模式。它将请求(命令)封装成对象,使得可以用不同的请求对客户端进行参数化,具体的请求可以在运行时更改、排队或记录,它讲发出者和接收者解耦(顺序:发出者–>命令–>接收者)
本质:封装请求

二、角色组成

抽象命令(Command):命令是一个抽象接口,定义了执行操作的统一方法。具体的命令类会实现这个接口,并提供执行相应操作的具体逻辑。
具体命令(Concrete Command):具体命令类实现了抽象命令,它拥有接收者对象,并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
接收者(Receiver):执行实际命令的类,命令对象会调用接收者的方法来执行请求。
调用者(Invoker):持有命令对象,通常是多个,并通过访问命令对象来执行相关请求,他不直接访问接收者。

三、优缺点
优点:

解耦:命令模式可以将发送命令的对象和执行命令的对象解耦,使得两者可以独立变化。
可扩展性:可以方便地添加新的命令类和接收者类,而无需修改现有的代码结构。
容易实现撤销和重做功能:由于每个命令对象都封装了具体的操作,可以很容易地实现命令的撤销和重做功能。
支持操作的队列化和延迟执行:命令对象可以被组织成队列或堆栈,实现对操作的排队和延迟执行。
缺点:

增加了类和对象的数量:使用命令模式可能会增加一些新的类和对象,从而增加了代码的复杂性。
需要额外的开销:封装命令对象和操作会增加一些额外的开销,可能会稍微降低性能。
可能导致过多的具体命令类:如果系统的命令比较多,可能会导致需要创建很多具体的命令类,增加了代码维护的难度。
四、应用场景
4.1 生活场景
餐厅点餐:在一家餐厅中,服务员充当调用者,厨师充当接收者,菜品可以作为具体命令。当顾客想点菜时,服务员会将顾客的需求封装成一个命令对象,并传递给厨师。厨师根据命令对象中的信息来完成相应的烹饪工作。这样,顾客和厨师之间不需要直接沟通,而是通过命令对象来实现点餐和烹饪的解耦。
遥控器控制家电:拿电视遥控器举例,遥控器是调用者,电视是接收者。每个按键都可以看作是一个具体命令,例如音量加、音量减、切换频道等。当用户按下某个按键时,遥控器会发送相应的命令给电视,然后电视根据命令执行相应的操作,如增加音量、减小音量或切换频道。
4.2 java场景

Runnable接口:Java中的Runnable接口就是一个典型的命令模式的应用。Runnable接口封装了需要执行的任务,然后可以交给线程去执行。
Timer和TimerTask类:这两个类用于定时任务调度,TimerTask类封装了要执行的任务,然后由Timer类作为调用者执行这些任务。
Statement接口:在Java中与数据库交互时,SQL语句被封装成Statement对象,然后由数据库驱动程序执行相应的命令。

五、代码实现
下面以餐厅点餐为例,解释以下命令模式。在一家餐厅中,服务员充当调用者,厨师充当接收者,菜品可以作为具体命令。当顾客想点菜时,服务员会将顾客的需求封装成一个命令对象,并传递给厨师。厨师根据命令对象中的信息来完成相应的烹饪工作。

抽象命令:Command
具体命令:OrderCommand
接收者:Chef
调用者:Waiter

5.0 UML类图
在这里插入图片描述
5.1 抽象命令(Command)——Command
首先,创建一个命令接口(Command),它定义了点菜和取消点菜的方法

/**** 1.抽象命令(Command): 点菜和取消两个命令* 定义:命令是一个抽象接口,定义了执行操作的统一方法。*/
public interface Command {//点菜void order();//取消点菜void cancelOrder();
}

5.2 接收者(Receiver)——Chef
创建接收者类(Chef)实现具体的烹饪操作。

/*** * 2.接收者(Receiver):厨师* 定义:执行实际命令的类,命令对象会调用接收者的方法来执行请求。*/
public class Chef {public void cook() {System.out.println("厨师执行点菜命令:正在烹饪菜品...");}public void cancelCooking() {System.out.println("厨师执行取消命令:停止烹饪菜品!");}
}

5.3 具体命令(Concrete Command)——OrderCommand
创建具体命令类(如点菜命令)实现命令接口,并将点菜的请求和具体的烹饪者(厨师)关联起来

/*** * 3.具体命令(Concrete Command):点菜命令* 定义:具体命令类实现了抽象命令,它拥有接收者对象,并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。*/
public class OrderCommand implements Command{// 厨师private Chef chef;public OrderCommand(Chef chef) {this.chef = chef;}public void order() {//与具体的烹饪者(厨师)关联,执行点菜操作chef.cook();}public void cancelOrder() {//与具体的烹饪者(厨师)关联,执行取消点菜操作chef.cancelCooking();}
}

5.4 调用者(Invoker)——Waiter

最后,在服务员类中,创建调用者(服务员),接收命令(点菜命令),并执行相应的操作

/**** 4.调用者(Invoker):服务员* 定义:持有命令对象,通常是多个,并通过访问命令对象来执行相关请求,他不直接访问接收者。*/
public class Waiter {//命令对象private Command command;public void setCommand(Command command) {this.command = command;}public void takeOrder() {// 服务员接收到顾客的点菜请求System.out.println("服务员接收到顾客(客户端)点菜请求!");// 执行点菜操作command.order();}public void cancelOrder() {// 服务员收到顾客的取消点菜请求System.out.println("服务员接收到顾客(客户端)取消点菜请求!");// 执行取消点菜操作command.cancelOrder();}
}

5.5 testCommand

/*** * 命令模式测试类*/
@SpringBootTest
public class TestCommand {@Testvoid testCommand(){// 创建厨师(接收者)Chef chef = new Chef();// 创建点菜命令Command orderCommand = new OrderCommand(chef);// 创建服务员(调用者)Waiter waiter = new Waiter();// 设置命令waiter.setCommand(orderCommand);// 服务员接收到点菜请求waiter.takeOrder();// 服务员接收到取消点菜请求waiter.cancelOrder();}
}

在这里插入图片描述
六、总结
命令模式适用于需要将请求封装成对象,实现请求发出者和接收者之间的解耦,并支持撤销、队列化和延迟执行的场景。它虽然可以提高系统的可扩展性和灵活性,但是需要权衡额外的开销和复杂性。

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