行为模式-命令模式

定义：

命令模式是一个高内聚的模式，其定义为：Encapsulate a request as an object,thereby letting you parameterize clients with different requests,queue or log requests,and support undoable operations.（将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。）

命令模式通用类图

命令设计模式的核心思想是“封装请求”。它把每个具体的操作（如打开文件、删除数据、执行计算等）都封装成一个独立的命令对象。这些命令对象实现统一的接口，包含执行操作的方法。请求的发送者（如用户界面的按钮点击事件）只需要与命令对象交互，而无需知道具体的操作是由哪个接收者（如文件系统模块、数据库操作类）执行的。这样，系统可以方便地对命令进行组合、管理和扩展，例如实现命令的撤销、重做、队列化执行等功能。

角色：

责任链模式包含以下几个核心角色：

（一）命令接口（Command）

命令接口定义了执行命令的抽象方法execute()，所有具体命令类都必须实现该接口。通过统一的接口，使得不同类型的命令可以被一致地处理。

（二）具体命令类（Concrete Command）

具体命令类是命令接口的实现类，它持有一个接收者对象的引用，并在execute()方法中调用接收者的相关方法，完成具体的操作。例如，“打开文件” 命令类会调用文件系统类的打开文件方法。

（三）接收者（Receiver）

接收者是真正执行命令操作的对象，它包含了具体的业务逻辑。每个具体命令类都会关联一个接收者，通过调用接收者的方法来实现命令的功能。

（四）调用者（Invoker）

调用者也称为请求发送者，它持有命令对象的引用，并通过调用命令对象的execute()方法来触发命令的执行。调用者不关心命令的具体实现，只负责发起请求。例如，遥控器上的按钮就是调用者，它触发对应的命令对象执行操作。

（五）客户端（Client）

客户端负责创建具体命令对象和调用者对象，并将命令对象与调用者进行关联。客户端决定了哪些命令会被执行，以及如何组织这些命令。

代码示例：

假设我们有一个遥控器，可以控制电视和电灯的开关，使用命令设计模式实现该场景。

// 接收者：电视类

public class Television {public void turnOn() {System.out.println("电视已打开");}public void turnOff() {System.out.println("电视已关闭");}}

// 接收者：电灯类

public class Light {public void turnOn() {System.out.println("电灯已打开");}public void turnOff() {System.out.println("电灯已关闭");}}

// 命令接口

public interface Command {void execute();}

// 具体命令类：打开电视命令

public class TurnOnTelevisionCommand implements Command {private Television television;public TurnOnTelevisionCommand(Television television) {this.television = television;}@Overridepublic void execute() {television.turnOn();}}

// 具体命令类：关闭电视命令

public class TurnOffTelevisionCommand implements Command {private Television television;public TurnOffTelevisionCommand(Television television) {this.television = television;}@Overridepublic void execute() {television.turnOff();}}

// 具体命令类：打开电灯命令

public class TurnOnLightCommand implements Command {private Light light;public TurnOnLightCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.turnOn();}}

// 具体命令类：关闭电灯命令

public class TurnOffLightCommand implements Command {private Light light;public TurnOffLightCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.turnOff();}}

// 调用者：遥控器类

public class RemoteControl {private Command onCommand;private Command offCommand;public RemoteControl(Command onCommand, Command offCommand) {this.onCommand = onCommand;this.offCommand = offCommand;}public void pressOnButton() {onCommand.execute();}public void pressOffButton() {offCommand.execute();}}

// 客户端代码

public class CommandPatternClient {public static void main(String[] args) {Television television = new Television();Light light = new Light();Command turnOnTelevisionCommand = new TurnOnTelevisionCommand(television);Command turnOffTelevisionCommand = new TurnOffTelevisionCommand(television);Command turnOnLightCommand = new TurnOnLightCommand(light);Command turnOffLightCommand = new TurnOffLightCommand(light);RemoteControl tvRemote = new RemoteControl(turnOnTelevisionCommand, turnOffTelevisionCommand);RemoteControl lightRemote = new RemoteControl(turnOnLightCommand, turnOffLightCommand);System.out.println("------ 操作电视 ------");tvRemote.pressOnButton();tvRemote.pressOffButton();System.out.println("\n------ 操作电灯 ------");lightRemote.pressOnButton();lightRemote.pressOffButton();}}

优点：

1、解耦发送者和接收者：命令模式将请求的发送者和接收者分离，降低了两者之间的耦合度，使代码结构更加清晰，易于维护和扩展。

2、支持灵活的命令组合：可以将多个命令组合成复合命令，实现复杂的操作逻辑。例如，在游戏中可以将移动、攻击等多个命令组合成一个连招命令。

3、方便实现撤销和重做：通过在命令对象中添加撤销和重做方法，可以轻松实现操作的撤销和重做功能，提升用户体验。

4、支持请求的队列化和日志记录：命令对象可以方便地被放入队列中进行管理，同时记录命令的执行信息，实现操作的日志记录和审计。

缺点：

1、增加类的数量：命令设计模式需要定义命令接口、具体命令类等多个类，会增加系统的类数量，使代码结构变得复杂。

2、可能导致过度设计：对于简单的请求操作，使用命令模式可能会显得过于繁琐，增加不必要的开发成本。在这种情况下，直接调用接收者的方法可能更加简单高效。

使用场景：

（一）需要支持撤销和重做功能

由于命令对象封装了操作的细节，我们可以在命令类中添加undo()和redo()方法，方便实现撤销和重做操作。例如，文本编辑器中的撤销 / 重做功能就可以通过命令模式实现。

（二）请求排队或延迟执行

可以将命令对象放入队列中，按照一定的顺序执行，或者在合适的时机延迟执行。例如，在多线程任务调度、数据库事务处理等场景中，命令模式可以很好地管理请求的执行顺序。

（三）请求的发送者和接收者解耦

当请求的发送者和接收者之间存在复杂的依赖关系，或者需要降低它们之间的耦合度时，命令模式可以将请求封装成对象，使两者之间的关系更加清晰。例如，在图形界面应用中，按钮点击事件（发送者）和具体的业务逻辑（接收者）可以通过命令对象进行解耦。

（四）实现日志记录和审计功能

通过记录命令对象的执行信息，可以实现操作日志的记录，方便后续的审计和故障排查。例如，在银行系统中，每一笔交易操作都可以封装成命令对象，记录交易详情和操作时间。

命令设计模式通过将请求封装为对象，为我们提供了一种强大而灵活的编程方式。它有效解耦了请求的发送者和接收者，使系统更易于维护和扩展，同时支持撤销、重做、队列化等高级功能。在实际开发中，当遇到需要处理复杂请求、实现操作管理和扩展功能的场景时，不妨考虑使用命令设计模式。但也要注意避免过度设计，根据具体需求选择合适的解决方案。掌握命令设计模式，将为你的代码设计带来更多的可能性和灵活性。