在软件开发系统中，常常出现“方法的请求者”与“方法的实现者”之间存在紧密的耦合关系。这不利于软件功能的扩展与维护。例如，想对行为进行“撤销、重做、记录”等处理都很不方便，因此“如何将方法的请求者与方法的实现者解耦？”变得很重要，命令模式能很好地解决这个问题。
在现实生活中，这样的例子也很多，例如，电视机遥控器（命令发送者）通过按钮（具体命令）来遥控电视机（命令接收者），还有计算机键盘上的“功能键”等。
命令模式的定义与特点
命令（Command）模式的定义如下：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。
命令模式的主要优点如下。
1、降低系统的耦合度。命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
2、增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，它满足“开闭原则”，对扩展比较灵活。
3、可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合，将多个命令装配成一个组合命令，即宏命令。
4、方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复。
其缺点是：可能产生大量具体命令类。因为计对每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这将增加系统的复杂性。
命令模式的结构与实现
可以将系统中的相关操作抽象成命令，使调用者与实现者相关分离，其结构如下。
1. 模式的结构
命令模式包含以下主要角色。
1、抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
2、具体命令角色（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，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。
3、实现者/接收者（Receiver）角色：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者。
4、调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。
其结构图如图 1 所示。
2. 模式的实现
命令模式的代码如下：
package command;
public class CommandPattern
{
public static void main(String[] args)
{
Command cmd=new ConcreteCommand();
Invoker ir=new Invoker(cmd);
System.out.println("客户访问调用者的call()方法...");
ir.call();
}
}
//调用者
class Invoker
{
private Command command;
public Invoker(Command command)
{
this.command=command;
}
public void setCommand(Command command)
{
this.command=command;
}
public void call()
{
System.out.println("调用者执行命令command...");
command.execute();
}
}
//抽象命令
interface Command
{
public abstract void execute();
}
//具体命令
class ConcreteCommand implements Command
{
private Receiver receiver;
ConcreteCommand()
{
receiver=new Receiver();
}
public void execute()
{
receiver.action();
}
}
//接收者
class Receiver
{
public void action()
{
System.out.println("接收者的action()方法被调用...");
}
}程序的运行结果如下：
客户访问调用者的call()方法... 调用者执行命令command... 接收者的action()方法被调用...
命令模式的应用实例
【例1】用命令模式实现客户去餐馆吃早餐的实例。
分析：客户去餐馆可选择的早餐有肠粉、河粉和馄饨等，客户可向服务员选择以上早餐中的若干种，服务员将客户的请求交给相关的厨师去做。这里的点早餐相当于“命令”，服务员相当于“调用者”，厨师相当于“接收者”，所以用命令模式实现比较合适。
首先，定义一个早餐类（Breakfast），它是抽象命令类，有抽象方法 cooking()，说明要做什么；再定义其子类肠粉类（ChangFen）、馄饨类（HunTun）和河粉类（HeFen），它们是具体命令类，实现早餐类的 cooking() 方法，但它们不会具体做，而是交给具体的厨师去做；具体厨师类有肠粉厨师（ChangFenChef）、馄蚀厨师（HunTunChef）和河粉厨师（HeFenChef），他们是命令的接收者，由于本实例要显示厨师做菜的效果图（点此下载要显示的效果图），所以把每个厨师类定义为 JFrame 的子类；最后，定义服务员类（Waiter），它接收客户的做菜请求，并发出做菜的命令。客户类是通过服务员类来点菜的，图 2 所示是其结构图。
示例代码
package command;
import javax.swing.*;
public class CookingCommand
{
public static void main(String[] args)
{
Breakfast food1=new ChangFen();
Breakfast food2=new HunTun();
Breakfast food3=new HeFen();
Waiter fwy=new Waiter();
fwy.setChangFen(food1);//设置肠粉菜单
fwy.setHunTun(food2); //设置河粉菜单
fwy.setHeFen(food3); //设置馄饨菜单
fwy.chooseChangFen(); //选择肠粉
fwy.chooseHeFen(); //选择河粉
fwy.chooseHunTun(); //选择馄饨
}
}
//调用者：服务员
class Waiter
{
private Breakfast changFen,hunTun,heFen;
public void setChangFen(Breakfast f)
{
changFen=f;
}
public void setHunTun(Breakfast f)
{
hunTun=f;
}
public void setHeFen(Breakfast f)
{
heFen=f;
}
public void chooseChangFen()
{
changFen.cooking();
}
public void chooseHunTun()
{
hunTun.cooking();
}
public void chooseHeFen()
{
heFen.cooking();
}
}
//抽象命令：早餐
interface Breakfast
{
public abstract void cooking();
}
//具体命令：肠粉
class ChangFen implements Breakfast
{
private ChangFenChef receiver;
ChangFen()
{
receiver=new ChangFenChef();
}
public void cooking()
{
receiver.cooking();
}
}
//具体命令：馄饨
class HunTun implements Breakfast
{
private HunTunChef receiver;
HunTun()
{
receiver=new HunTunChef();
}
public void cooking()
{
receiver.cooking();
}
}
//具体命令：河粉
class HeFen implements Breakfast
{
private HeFenChef receiver;
HeFen()
{
receiver=new HeFenChef();
}
public void cooking()
{
receiver.cooking();
}
}
//接收者：肠粉厨师
class ChangFenChef extends JFrame
{
private static final long serialVersionUID = 1L;
JLabel l=new JLabel();
ChangFenChef()
{
super("煮肠粉");
l.setIcon(new ImageIcon("src/command/ChangFen.jpg"));
this.add(l);
this.setLocation(30, 30);
this.pack();
this.setResizable(false);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}
public void cooking()
{
this.setVisible(true);
}
}
//接收者：馄饨厨师
class HunTunChef extends JFrame
{
private static final long serialVersionUID=1L;
JLabel l=new JLabel();
HunTunChef()
{
super("煮馄饨");
l.setIcon(new ImageIcon("src/command/HunTun.jpg"));
this.add(l);
this.setLocation(350, 50);
this.pack();
this.setResizable(false);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}
public void cooking()
{
this.setVisible(true);
}
}
//接收者：河粉厨师
class HeFenChef extends JFrame
{
private static final long serialVersionUID=1L;
JLabel l=new JLabel();
HeFenChef()
{
super("煮河粉");
l.setIcon(new ImageIcon("src/command/HeFen.jpg"));
this.add(l);
this.setLocation(200, 280);
this.pack();
this.setResizable(false);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}
public void cooking()
{
this.setVisible(true);
}
}运行结果
命令模式的应用场景
命令模式通常适用于以下场景。
1、当系统需要将请求调用者与请求接收者解耦时，命令模式使得调用者和接收者不直接交互。
2、当系统需要随机请求命令或经常增加或删除命令时，命令模式比较方便实现这些功能。
3、当系统需要执行一组操作时，命令模式可以定义宏命令来实现该功能。
4、当系统需要支持命令的撤销（Undo）操作和恢复（Redo）操作时，可以将命令对象存储起来，采用备忘录模式来实现。
命令模式的扩展
在软件开发中，有时将命令模式与前面学的组合模式联合使用，这就构成了宏命令模式，也叫组合命令模式。宏命令包含了一组命令，它充当了具体命令与调用者的双重角色，执行它时将递归调用它所包含的所有命令，其具体结构图如图 3 所示。
示例代码
package command;
import java.util.ArrayList;
public class CompositeCommandPattern
{
public static void main(String[] args)
{
AbstractCommand cmd1=new ConcreteCommand1();
AbstractCommand cmd2=new ConcreteCommand2();
CompositeInvoker ir=new CompositeInvoker();
ir.add(cmd1);
ir.add(cmd2);
System.out.println("客户访问调用者的execute()方法...");
ir.execute();
}
}
//抽象命令
interface AbstractCommand
{
public abstract void execute();
}
//树叶构件: 具体命令1
class ConcreteCommand1 implements AbstractCommand
{
private CompositeReceiver receiver;
ConcreteCommand1()
{
receiver=new CompositeReceiver();
}
public void execute()
{
receiver.action1();
}
}
//树叶构件: 具体命令2
class ConcreteCommand2 implements AbstractCommand
{
private CompositeReceiver receiver;
ConcreteCommand2()
{
receiver=new CompositeReceiver();
}
public void execute()
{
receiver.action2();
}
}
//树枝构件: 调用者
class CompositeInvoker implements AbstractCommand
{
private ArrayList<AbstractCommand> children = new ArrayList<AbstractCommand>();
public void add(AbstractCommand c)
{
children.add(c);
}
public void remove(AbstractCommand c)
{
children.remove(c);
}
public AbstractCommand getChild(int i)
{
return children.get(i);
}
public void execute()
{
for(Object obj:children)
{
((AbstractCommand)obj).execute();
}
}
}
//接收者
class CompositeReceiver
{
public void action1()
{
System.out.println("接收者的action1()方法被调用...");
}
public void action2()
{
System.out.println("接收者的action2()方法被调用...");
}
}程序的运行结果如下：
客户访问调用者的execute()方法... 接收者的action1()方法被调用... 接收者的action2()方法被调用...
当然，命令模式还可以同备忘录（Memento）模式组合使用，这样就变成了可撤销的命令模式，这将在后面介绍。
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