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掌握设计模式--命令模式

创作时间:
作者:
@小白创作中心

掌握设计模式--命令模式

引用
1
来源
1.
https://www.cnblogs.com/dennyLee2025/p/18793575

命令模式(Command Pattern)是一种行为型设计模式,它将请求(命令)封装成对象,从而使您能够参数化客户端(调用者)使用不同的请求、队列请求或者日志请求,甚至支持可撤销的操作。

命令模式(Command Pattern)

命令模式(Command Pattern)是一种行为型设计模式,它将请求(命令)封装成对象,从而使您能够参数化客户端(调用者)使用不同的请求、队列请求或者日志请求,甚至支持可撤销的操作。

核心思想将请求封装成对象,从而使得调用者与接收者解耦,同时支持请求的存储、撤销、重做和排队执行。

主要组成部分

  1. Command(命令接口):通常是一个接口,定义一个执行命令的
    execute()
    方法。

  2. ConcreteCommand(具体命令):实现命令接口,并定义执行该命令的具体操作,通常将请求的接收者(Receiver)和操作绑定在一起。

  3. Client(客户端):创建一个具体命令对象并设置其接收者(Receiver)。

  4. Invoker(调用者):请求命令的执行。通常在用户操作时,会调用
    execute()
    方法。

  5. Receiver(接收者):知道如何实施与执行一个请求相关的操作,实际的业务逻辑通常由此类执行。

案例实现

一个图形编辑器,用户可以执行对图形的操作(如绘制、擦除等),并能够撤销这些操作。

案例类图


命令调用者类
依赖于命令接口,命令接口下的
具体命令类
操作
实际的业务逻辑

Command接口

public interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

绘制图形命令

// ConcreteCommand - 绘制图形命令
public class DrawShapeCommand implements Command {
    private Shape shape;
    public DrawShapeCommand(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }
    @Override
    public void execute() {
        shape.draw();
    }
    @Override
    public void undo() {
        shape.erase();
    }
}
// ConcreteCommand - 删除图形命令
class EraseShapeCommand implements Command {
    private Shape shape;
    public EraseShapeCommand(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }
    @Override
    public void execute() {
        shape.erase();
    }
    @Override
    public void undo() {
        shape.draw();
    }
}

接受者--抽象图形类

public abstract class Shape {
    protected String name;
    public abstract void draw();
    public abstract void erase();
}

接受者--具体图形类

public class Circle extends Shape {
    public Circle() {
        this.name = "Circle";
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制图形 " + name);
    }
    @Override
    public void erase() {
        System.out.println("擦除图形 " + name);
    }
}
class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle() {
        this.name = "Rectangle";
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制图形 " + name);
    }
    @Override
    public void erase() {
        System.out.println("擦除图形 " + name);
    }
}

命令调用者

public class CommandInvoker {
    private Stack<Command> commandHistory = new Stack<>();
    public void executeCommand(Command command) {
        command.execute();
        commandHistory.push(command);
    }
    public void undo() {
        if (!commandHistory.isEmpty()) {
            Command lastCommand = commandHistory.pop();
            lastCommand.undo();
        } else {
            System.out.println("No commands to undo.");
        }
    }
}

测试代码

public class CommandDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建图形
        Shape circle = new Circle();
        Shape rectangle = new Rectangle();
        // 创建命令
        Command drawCircleCommand = new DrawShapeCommand(circle);
        Command drawRectangleCommand = new DrawShapeCommand(rectangle);
        Command eraseCircleCommand = new EraseShapeCommand(circle);
        Command eraseRectangleCommand = new EraseShapeCommand(rectangle);
        // 创建命令调用者
        CommandInvoker invoker = new CommandInvoker();
        // 执行命令
        invoker.executeCommand(drawCircleCommand);  // 绘制圆形
        invoker.executeCommand(drawRectangleCommand);  // 绘制矩形
        invoker.executeCommand(eraseCircleCommand);  // 删除圆形
        invoker.executeCommand(eraseRectangleCommand);  // 删除矩形
        // 撤销操作
        invoker.undo();  // 撤销删除矩形
        invoker.undo();  // 撤销删除圆形
        invoker.undo();  // 撤销绘制矩形
        invoker.undo();  // 撤销绘制圆形
        invoker.undo();
    }
}

测试结果

绘制图形 Circle
绘制图形 Rectangle
擦除图形 Circle
擦除图形 Rectangle
绘制图形 Rectangle
绘制图形 Circle
擦除图形 Rectangle
擦除图形 Circle
No commands to undo.

优缺点和适用场景

优点:

  1. 解耦请求者和接收者:请求者(客户端)不需要知道接收者的具体实现,只需要知道命令接口。

  2. 支持撤销操作:可以将命令对象设计为支持撤销的操作,使得某些操作能够撤回。

  3. 可以将命令参数化:命令可以作为参数传递,或被存储起来,支持批量操作。

  4. 扩展性好:增加新的命令时,不需要改变现有代码,只需要新增具体命令类。

缺点:

  1. 增加类的数量:每个具体命令类都需要创建一个类,可能导致类的数量增多。

  2. 实现复杂度:如果系统中的命令非常多,可能导致命令类实现过于复杂。

命令模式在 GUI 程序、事务管理、队列任务等场景中非常常见。

适用场景

  • 需要解耦请求者和接收者。

  • 需要撤销、重做操作。

  • 需要存储请求、支持队列、日志功能。

  • 需要动态选择操作或扩展操作。

  • 需要将多个操作封装为一个命令。

  • 需要管理跨平台或多设备的操作。

总结

命令模式的核心关注点是将请求封装成对象,从而使得请求的发送者(调用者)和接收者(执行者)解耦。命令模式通过把请求封装成命令对象,使得你可以在不改变请求者的情况下改变请求的执行方式、顺序或者操作对象。

  • 行为封装:命令模式将请求、操作或事务封装为命令对象,这些对象可以被请求者调用。请求者不关心具体操作的执行方式,只需要调用命令对象的执行方法即可。

  • 请求者和执行者解耦:通过引入命令对象,调用者和被调用者的关系被解耦,调用者不需要知道如何执行操作,也不需要知道具体的操作是什么,只需要发出命令请求。

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