【设计模式】命令模式-编程知识

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前言

一、什么是命令模式？

二、命令模式的优点和应用场景

三、命令模式的要素和实现

3.1 命令

3.2 具体命令

3.3 接受者

3.4 调用者

3.5 客户端

四、总结

前言

欢迎来到【设计模式】系列博客，今天我们将探讨其中一种重要的设计模式——命令模式。

设计模式是软件开发中解决常见问题的最佳实践，而命令模式则是其中一种非常实用的设计模式，它可以帮助我们更好地组织和管理请求或命令。

在本篇博客中，我们将详细介绍命令模式的定义、特点、使用场景以及实现方式。通过具体的案例和实践，我们将深入了解命令模式在实际项目中的应用和优势。同时，我们还将分享一些注意事项和最佳实践，以帮助您更好地理解和应用命令模式。

希望通过本篇博客的学习，您能够掌握命令模式的基本概念和用法，并在实际项目中灵活运用这一设计模式，提高软件的质量和效率。

一、什么是命令模式？

命令模式是一种行为型设计模式，核心是将每种请求或操作封装为一个独立的对象，从而可以集中管理这些请求或操作，比如将请求队列化依次执行、或者对操作进行记录和撤销。

命令模式通过将请求的发送者（客户端）和接收者（执行请求的对象）解耦，提供了更大的灵活性和可维护性。

二、命令模式的优点和应用场景

命令模式最大的优点就是解耦请求发送者和接受者，让系统更加灵活、可扩展。

由于每个操作都是一个独立的命令类，所以我们需要新增命令操作时，不需要改动现有代码。

命令模式典型的应用场景：

系统需要统一处理多种复杂的操作，比如操作排队、记录操作历史、撤销重做等。
系统需要持续增加新的命令、或者要处理复杂的组合命令（子命令），使用命令模式可以实现解耦。

三、命令模式的要素和实现

3.1 命令

相当于遥控器操作按钮的制作规范

命令是一个抽象类或接口，它定义了执行操作的方法，通常是execute，该方法封装了具体的操作。

public interface Command {void execute();
}

3.2 具体命令

相当于遥控器的某个操作按钮

具体命令是命令接口的具体实现类，它负责将请求传递给接收者（设备）并执行具体的操作。

比如定义一个关闭设备命令：

public class TurnOffCommand implements Command {private Device device;public TurnOffCommand(Device device) {this.device = device;}public void execute() {device.turnOff();}
}

还可以定义开启设备命令：

public class TurnOnCommand implements Command {private Device device;public TurnOnCommand(Device device) {this.device = device;}public void execute() {device.turnOn();}
}

3.3 接受者

相当于被遥控的设备

接收者是最终执行命令的对象，知道如何执行具体的操作。

比如定义一个设备类：

public class Device {private String name;public Device(String name) {this.name = name;}public void turnOn() {System.out.println(name + " 设备打开");}public void turnOff() {System.out.println(name + " 设备关闭");}
}

3.4 调用者

相当于遥控器

作用是接受客户端的命令并执行。

比如定义遥控器类：

public class RemoteControl {private Command command;public void setCommand(Command command) {this.command = command;}public void pressButton() {command.execute();}
}

以上只是最基础的调用者类，还可以给遥控器类增加更多能力，比如存储历史记录、撤销重做等。

3.5 客户端

相当于使用遥控器的人

客户端的作用是创建命令对象并将其与接收者关联（绑定设备），然后将命令对象传递给调用者（按遥控器），从而触发执行。

示例客户端：

public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建接收者对象Device tv = new Device("TV");Device stereo = new Device("Stereo");// 创建具体命令对象，可以绑定不同设备TurnOnCommand turnOn = new TurnOnCommand(tv);TurnOffCommand turnOff = new TurnOffCommand(stereo);// 创建调用者RemoteControl remote = new RemoteControl();// 执行命令remote.setCommand(turnOn);remote.pressButton();remote.setCommand(turnOff);remote.pressButton();}
}

在这个示例中，命令模式将遥控器按钮的按下操作与实际设备的开关操作解耦，从而实现了灵活的控制和可扩展性。

整个程序的 UML 类图如下：