设计模式-结构型模式命令模式

2024-02-19 10:11:46

智能生活项目需求

我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装 app 就可以控制对这些家电工作。
这些智能家电来自不同的厂家，我们不想针对每一种家电都安装一个 App，分别控制，我们希望只要一个 app就可以控制全部智能家电。
要实现一个 app 控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给 app 调用，这时就可以考虑使用命令模式。
命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来.
在我们的例子中，动作的请求者是手机 app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品

命令模式基本介绍

命令模式（Command Pattern）：在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计
命名模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦。
在命名模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名)，同时命令模式也支持可撤销的操作。
通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令(连接将军和士兵)。Invoker 是调用者（将军），Receiver 是被调用者（士兵），MyCommand 是命令，实现了 Command 接口，持有接收对象

命令模式的原理类图

对原理类图的说明-即(命名模式的角色及职责)

Invoker 是调用者角色
Command: 是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类
Receiver: 接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
ConcreteCommand: 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute

命令模式解决智能生活项目

应用实例要求

编写程序，使用命令模式完成前面的智能家电项目
思路分析和图解

代码实现

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:01
 * @Description 接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
 **/
public class LightReceiver {

    public void on(){
        System.out.println("电灯开了");
    }

    public void off(){
        System.out.println("电灯关了");
    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 18:58
 * @Description 命令角色-创建命令接口
 **/
public interface Command {
    //执行动作(操作)
    public void execute();

    //撤销动作(操作)
    public void undo();
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:00
 * @Description 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute
 **/
public class LightOffCommand implements Command {
    private LightReceiver light;

    public LightOffCommand(LightReceiver light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        //调用接收者的方法
        light.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        //调用接收者的方法
        light.on();
    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 18:59
 * @Description 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute
 **/
public class LightOnCommand implements Command {

    private LightReceiver light;

    public LightOnCommand(LightReceiver light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        //调用接收者的方法
        light.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        //调用接收者的方法
        light.off();
    }

}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:03
 * @Description 空命令(没有任何命令，即空执行：用于初始化按钮)-对于简化操作有帮助，可以省去对空的判断
 * 当调用空命令时，对象什么都不做，其实，这也是一种设计模式，可以省掉对空判断
 **/
public class NoCommand implements Command {
    @Override
    public void execute() {

    }

    @Override
    public void undo() {

    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:01
 * @Description 接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
 **/
public class TVReceiver {

    public void on(){
        System.out.println("电视机开了");
    }

    public void off(){
        System.out.println("电视机关了");
    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:25
 * @Description 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute
 **/
public class TVOffCommand implements Command{

    private  TVReceiver tvReceiver;

    public TVOffCommand(TVReceiver tvReceiver) {
        this.tvReceiver = tvReceiver;
    }

    @Override
    public void execute() {
        tvReceiver.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        tvReceiver.on();
    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:25
 * @Description 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute
 **/
public class TVOnCommand implements Command{

    private  TVReceiver tvReceiver;

    public TVOnCommand(TVReceiver tvReceiver) {
        this.tvReceiver = tvReceiver;
    }

    @Override
    public void execute() {
        tvReceiver.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        tvReceiver.off();
    }
}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:02
 * @Description Invoker 是调用者角色
 **/
public class RemoteController {

    //开 按钮的命令数组
    private Command[] onCommands;
    private Command[] offCommands;

    //执行撤销命令
    private Command undoCommand;

    //构造器，完成对按钮初始化
    public RemoteController() {
        onCommands = new Command[5];
        offCommands = new Command[5];

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            onCommands[i] = new NoCommand();
            offCommands[i] = new NoCommand();
        }
    }
    //给我们的按钮设置你需要的命令
    public void setCommand(int no,Command onCommand,Command offCommand){
        onCommands[no]= onCommand;
        offCommands[no]= offCommand;
    }

    //按下开按钮
    public void onButtonWasPushed(int no){
        //找到你按下的开的按钮，并调用对应方法
        onCommands[no].execute();
        //记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = onCommands[no];
    }

    //按下关按钮
    public void offButtonWasPushed(int no){
        //找到你按下的关的按钮，并调用对应方法
        offCommands[no].execute();
        //记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = offCommands[no];
    }


    //按下撤销按钮
    public void undoButtonWasPushed(){
        undoCommand.undo();
    }

}

package com.atguigu.command;

/**
 * @Author panghl
 * @Date 2021/6/29 19:18
 * @Description TODO
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //使用命令设计模式，完成通过遥控器，对电灯的操作

        //创建电灯的对象(接受者)
        LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();

        //创建电灯相关的开关命令
        LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
        LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);

        //需要一个遥控器
        RemoteController remoteController = new RemoteController();

        //给我们的遥控器设置命令，如 no = 0 是电灯的开和关操作
        remoteController.setCommand(0,lightOnCommand,lightOffCommand);

        System.out.println("=======按下灯的开按钮=============");

        remoteController.onButtonWasPushed(0);
        System.out.println("=======按下灯的关按钮=============");
        remoteController.offButtonWasPushed(0);
        System.out.println("=======按下灯的撤销=============");
        remoteController.undoButtonWasPushed();


        System.out.println("电视==============");
        TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();
        TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);
        TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);
        remoteController.setCommand(1,tvOnCommand,tvOffCommand);
        System.out.println("=======按下电视的开按钮=============");
        remoteController.onButtonWasPushed(1);
        System.out.println("=======按下电视的关按钮=============");
        remoteController.offButtonWasPushed(1);
        System.out.println("=======按下电视的撤销=============");
        remoteController.undoButtonWasPushed();

    }
}

命令模式在 Spring 框架 JdbcTemplate 应用的源码分析

Spring 框架的 JdbcTemplate 就使用到了命令模式
代码分析
模式角色分析说明

StatementCallback 接口 ,类似命令接口(Command)
class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider , 匿名内部类，实现了命令接口，同时也充当命令接收者
命令调用者是 JdbcTemplate , 其中 execute(StatementCallback<T> action) 方法中，调用 action.doInStatement 方法. 不同的实现 StatementCallback 接口的对象，对应不同的 doInStatemnt 实现逻辑
另外实现 StatementCallback 命令接口的子类还有 QueryStatementCallback

命令模式的注意事项和细节

将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的 execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。
容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队，就可以多线程的执行命令
容易实现对请求的撤销和重做
命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在在使用的时候要注意
空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦。
命令模式经典的应用场景：界面的一个按钮都是一条命令、模拟 CMD（DOS 命令）订单的撤销/恢复、触发- 反馈机制

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智能生活项目需求

命令模式基本介绍

命令模式的原理类图

命令模式解决智能生活项目

命令模式在 Spring 框架 JdbcTemplate 应用的源码分析

命令模式的注意事项和细节

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