设计模式 ( 十三 ) 命令模式Command(对象行为型)

设计模式 ( 十三 ) 命令模式Command(对象行为型)

1.概述

        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,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。

 例子1:电视机遥控器 : 遥控器是请求的发送者,电视机是请求的接收者,遥控器上有一些按钮如开,关,换频道等按钮就是具体命令,不同的按钮对应电视机的不同操作。

2.问题

      在软件系统中,“行为请求者”与“行为实现者”通常呈现一种“紧耦合”。但在某些场合,比如要对行为进行“记录、撤销/重做、事务”等处理,这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下,如何将“行为请求者”与“行为实现者”解耦?

3.解决方案

 命令模式(Command Pattern):将一个请求封装为一个对象,从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化对请求排队或者记录请求日志,以及支持可撤销的操作。命令模式又称为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。(Command Pattern: Encapsulate a request asan object, thereby letting youparameterize clients withdifferent requests,queueor log requests,andsupportundoable operations

4.适用性

1)系统需要将请求调用者和请求接收者解耦,使得调用者和接收者不直接交互。

2)系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。

3)系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。

4)系统需要将一组操作组合在一起,即支持宏命令。

5.结构
设计模式 ( 十三 ) 命令模式Command(对象行为型)
6.模式的组成

抽象命令类(Command): 声明执行操作的接口。调用接收者相应的操作,以实现执行的方法Execute。

具体命令类(ConcreteCommand): 创建一个具体命令对象并设定它的接收者。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。 

调用者(Invoker): 要求该命令执行这个请求。通常会持有命令对象,可以持有很多的命令对象。

接收者(Receiver): 知道如何实施与执行一个请求相关的操作。任何类都可能作为一个接收者,只要它能够实现命令要求实现的相应功能。 

客户类(Client): 创建具体的命令对象,并且设置命令对象的接收者。真正使用命令的客户端是从Invoker来触发执行。 

7.效果

Command模式优点:

1) 降低系统的耦合度:Command模式将调用操作的对象与知道如何实现该操作的对象解耦。

2) Command是头等的对象。它们可像其他的对象一样被操纵和扩展。

3) 组合命令:你可将多个命令装配成一个组合命令,即可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令。一般说来,组合命令是Composite模式的一个实例。

4) 增加新的Command很容易,因为这无需改变已有的类。

5)可以方便地实现对请求的Undo和Redo。

命令模式的缺点:

使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类,因此某些系统可能需要大量具体命令类,这将影响命令模式的使用。

8.实现

电视机遥控器 :

电视机是请求的接收者,

 遥控器是请求的发送者,

 遥控器上有一些按钮,不同的按钮对应电视机的不同操作。抽象命令角色由一个命令接口来扮演,

 有三个具体的命令类实现了抽象命令接口,这三个具体命令类分别代表三种操作:打开电视机、关闭电视机和切换频道。

 显然,电视机遥控器就是一个典型的命令模式应用实例。

[php] view plain copy  print?
  1. <?php  
  2. /** 
  3.  * 电视机遥控器 : 
  4.    电视机是请求的接收者, 
  5.    遥控器是请求的发送者, 
  6.    遥控器上有一些按钮,不同的按钮对应电视机的不同操作。抽象命令角色由一个命令接口来扮演, 
  7.    有三个具体的命令类实现了抽象命令接口,这三个具体命令类分别代表三种操作:打开电视机、关闭电视机和切换频道。 
  8.    显然,电视机遥控器就是一个典型的命令模式应用实例。 
  9.  
  10.  */  
  11. /** 
  12.  * The Command abstraction( 命令接口,声明执行的操作).   
  13.  * In this case the implementation must return a result,   
  14.  * sometimes it only has side effects.   
  15.  */  
  16. interface ICommand  
  17. {  
  18.     /** 
  19.      * 执行命令对应的操作 
  20.      * 
  21.      * @param unknown_type $name 
  22.      * @param unknown_type $args 
  23.      */  
  24.     function execute();  
  25. }  
  26.   
  27.   
  28. /** 
  29.  * ConcreteCommand具体的命令实现对象:打开命令 
  30.  */  
  31. class ConcreteCommandOpen implements ICommand {  
  32.     /** 
  33.      * 持有相应的接收者对象 
  34.      */  
  35.     private  $_receiverTV = null; //  
  36.     /** 
  37.      * 示意,命令对象可以有自己的状态 
  38.      */  
  39.     private  $_state;  
  40.     /** 
  41.      * 构造方法,传入相应的接收者对象 
  42.      * @param receiver 相应的接收者对象 
  43.      */  
  44.     public function  __construct($receiver){  
  45.         $this->_receiverTV = $receiver;  
  46.     }  
  47.     public function execute() {  
  48.         //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  
  49.         $this->_receiverTV->actionOpen();  
  50.     }  
  51. }  
  52. /** 
  53.  * ConcreteCommand具体的命令实现对象:关闭 
  54.  */  
  55. class ConcreteCommandClose implements ICommand {  
  56.     /** 
  57.      * 持有相应的接收者对象 
  58.      */  
  59.     private  $_receiverTV = null; //  
  60.     /** 
  61.      * 示意,命令对象可以有自己的状态 
  62.      */  
  63.     private  $_state;  
  64.     /** 
  65.      * 构造方法,传入相应的接收者对象 
  66.      * @param receiver 相应的接收者对象 
  67.      */  
  68.     public function  __construct($receiver){  
  69.         $this->_receiverTV = $receiver;  
  70.     }  
  71.     public function execute() {  
  72.         //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  
  73.         $this->_receiverTV->actionClose();  
  74.     }  
  75. }  
  76.   
  77. /** 
  78.  * ConcreteCommand具体的命令实现对象:换频道 
  79.  */  
  80. class ConcreteCommandChange implements ICommand {  
  81.     /** 
  82.      * 持有相应的接收者对象 
  83.      */  
  84.     private  $_receiverTV = null; //  
  85.     /** 
  86.      * 示意,命令对象可以有自己的状态 
  87.      */  
  88.     private  $_state;  
  89.     /** 
  90.      * 构造方法,传入相应的接收者对象 
  91.      * @param receiver 相应的接收者对象 
  92.      */  
  93.     public function  __construct($receiver){  
  94.         $this->_receiverTV = $receiver;  
  95.     }  
  96.     public function execute() {  
  97.         //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  
  98.         $this->_receiverTV->actionChange();  
  99.     }  
  100. }  
  101.   
  102. /** 
  103.  * 接收者对象 
  104.  */  
  105. class ReceiverTV {  
  106.     /** 
  107.      * 真正执行命令相应的打开操作 
  108.      */  
  109.     public function actionOpen(){  
  110.         echo 'actionOpen<br/>';  
  111.     }  
  112.       
  113.     /** 
  114.      * 真正执行命令相应的关闭操作 
  115.      */  
  116.     public function actionClose(){  
  117.         echo 'actionClose<br/>';  
  118.     }  
  119.       
  120.     /** 
  121.      *  真正执行命令相应的换频道操作 
  122.      */  
  123.     public function actionChange(){  
  124.         echo 'actionChange<br/>';  
  125.     }  
  126. }  
  127.   
  128. /** 
  129.  * 调用者Invoker:遥控器  
  130.  */  
  131. class InvokerControler {  
  132.     /** 
  133.      * 持有命令对象 
  134.      */  
  135.     private $_commands = null; //ICommand  
  136.     /** 
  137.      * 设置调用者持有的命令对象 
  138.      * @param command 命令对象 
  139.      */  
  140.     public function addCommand($command) {  
  141.         $classname = get_class($command);  
  142.         $this->_commands[$classname] = $command;  
  143.     }  
  144.     /** 
  145.      * 示意方法,要求命令执行请求 
  146.      */  
  147.     public function runCommand($cmdName) {  
  148.         //调用命令对象的执行方法  
  149.         $this->_commands[$cmdName]->execute();  
  150.     }  
  151. }  
  152. class Client {  
  153.     /** 
  154.      * 示意,负责创建命令对象,并设定它的接收者 
  155.      */  
  156.     public static  function main(){  
  157.        //创建电视接收者  
  158.        $receiver = new ReceiverTV();  
  159.          
  160.        //创建Invoker  
  161.        $invoker = new InvokerControler();  
  162.        //创建命令对象,设定它的接收者  
  163.        $commandOpen = new ConcreteCommandOpen($receiver);  
  164.        //把命令对象设置进调用遥控器  
  165.        $invoker->addCommand($commandOpen);  
  166.          
  167.        //执行打开命令  
  168.        $invoker->runCommand(get_class($commandOpen));  
  169.          
  170.        
  171.     }  
  172. }  
  173. Client::main();  
  174. ?>  

UML图:
设计模式 ( 十三 ) 命令模式Command(对象行为型)
宏命令又称为组合命令,它是命令模式和组合模式联用的产物:
宏命令也是一个具体命令,不过它包含了对其他命令对象的引用,在调用宏命令的execute()方法时,将递归调用它所包含的每个成员命令的execute()方法,一个宏命令的成员对象可以是简单命令,还可以继续是宏命令。执行一个宏命令将执行多个具体命令,从而实现对命令的批处理。

Ÿ设计模式 ( 十三 ) 命令模式Command(对象行为型)


9.与其他相关模式

1)Composite模式(可被用来实现宏命令。

2)备忘录Memento模式可用来保持某个状态,命令用这一状态来取消它的效果。在被放入历史表列前必须被拷贝的命令起到一种原型的作用。

10.总结与分析

1)命令模式的本质是对命令进行封装将发出命令的责任和执行命令的责任分割开
2)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
3)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。
4)命令模式使请求本身成为一个对象,这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。
5)命令模式的关键在于引入了抽象命令接口,且发送者针对抽象命令接口编程,只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。 

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