命令模式
命令模式将“请求”封装为命令对象，不同的请求或者请求的列表可用来参数化其它对象，可以支持命令的撤销、重做的功能，命令可以包装多个其它命令，形成宏命令，该模式在GOF95中分类为行为模式。
- 命令请求者只依赖于抽象命令接口
- 命令接口具有唯一的方法，并且不需要传递参数
- 如果要支持撤销，则命令接口具有两个方法，另外一个是 undo()
- 支持撤销的时候， Invoker 需要知道它最后一次执行的是哪个命令；如果要支持多步撤销，则需要记住多个命令及其执行顺序
- 具体命令中封装了接收者
- 客户端负责创建合适的接收者、命令
命令模式的优点：
- 将动作的发出者与执行者解耦，动作发出者不知道是谁执行了它的命令，更不需要知道执行者的接口
- 更加动态的控制，通过对请求进行封装，可以动态的对它进行参数化、队列化、日志化
- 很自然的宏命令——命令的组合
命令模式的缺点：
- 可能导致系统中出现过多的具体命令类
命令模式的适用场景：
- 如果需要抽象出需要执行的动作，并参数化之
- 如果需要在不同的时刻指定、排列和执行请求
- 如果需要支持撤销、重做操作
- 如果需要在系统崩溃恢复后，将所有操作重新执行一遍，适合于事物系统，命令模式的另一个别名就是Transaction模式
有时候家里的空调遥控器坏了，我们会到电器店去买一个万能遥控器，回来设置一下就能使用了，那么如何设计一个万能遥控器呢？一个可扩展性差的实现方式如下：
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//抽象空调类 public abstract class Conditioner{} //不同厂家定义的信号格式是不一样的，提供了不同的接口 public class HaierConditioner extends Conditioner { //发送1000红外信号，打开海尔空调 public void sendInfraredSingal_1000(){} } public class DaikinConditioner extends Conditioner{ //发送蓝牙2100信号，打开大金空调 public void sendBluetoothSingal_2100(){} } //万能遥控器面板 public class UniversalRemoteControlPanel{ private Conditioner conditioner; public void onButton1Pressed(){ if ( conditioner instanceof HaierConditioner ) ( (HaierConditioner) conditioner ).sendInfraredSingal_1000(); else if(conditioner instanceof DaikinConditioner) ( (DaikinConditioner) conditioner ).sendBluetoothSingal_2100(); else if(...) ; } } |
上述代码通过if-else结构，依据空调厂商调用不同的接口来实现打开空调的功能，这种方式有以下缺陷：
- 遥控器面板代码混入了空调厂商的私有逻辑，违反了单一职责原则，同时造成了紧耦合
- 由于每个厂商的接口都不一样，代码会随着支持厂商的增加不断膨胀，无法关闭修改
仔细思考一下可以发现，万能遥控器面板本身的职责就是发出开关、模式、温度调节等指令，至于如何对这些指令作出响应、处理则不关心，这恰恰是命令模式的经典适用场景，为此我们对上述实现进行改造，引入命令接口——通讯模块：
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//通讯模块 public interface CommModule{ void signal(); //发送信号 } |
大金通讯模块的实现：
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public class DaikinOpenCommModule implements CommModule{ private DaikinConditioner conditioner; //命令接口一般都要包裹一个实际的命令执行者，以响应请求 public void signal(){ conditioner.sendBluetoothSingal_2100(); } } |
通讯模块具有一致性的接口，遥控器面板只调用这一个接口，发出指令，不再和空调厂商有任何瓜葛：
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public class UniversalRemoteControlPanel{ private CommModule openModule; public void onButton1Pressed(){ openModule.signal(); //只负责发出指令 } } |
使用万能遥控器的样例代码：
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UniversalRemoteControlPanel cp = new UniversalRemoteControlPanel(); //我们使用大金空调 DaikinConditioner conditioner = checkConditioner(); DaikinOpenCommModule module = new DaikinOpenCommModule( conditioner ); cp.setOpenModule( module ); //加载模块 cp.onButton1Pressed();//按下按钮，打开空调 |
如果我们要支持更多的功能，例如关闭、设置运行模式，只需要在遥控器面板中增加新的通讯模块成员变量，并进行相应的开发即可：
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public class UniversalRemoteControlPanel{ //这三个命令即对应所谓“请求的列表” private CommModule openModule; private CommModule closeModule; private CommModule switchModeModule; public void onButton1Pressed(){ openModule.signal(); } public void onButton2Pressed(){ closeModule.signal(); } public void onButton3Pressed(){ switchModeModule.signal(); } } |
当然，也可以重新设计通讯模块的接口：
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public interface CommModule{ void open(); //打开空调 void close();//关闭空调 void switchMode();//切换空调模式 void raiseTemperature();//升高设定温度 } |
这样就和命令模式原本的样子渐行渐远了， 但是学习设计模式最重要的一点就是不能生搬硬套呀！
好了，我们现在做一个具有“撤销”功能的遥控器，这个想法挺有创新性的！如前面所属，撤销功能的关键就是扩展命令接口，提供撤销方法，同时请求者需要记录命令执行的历史记录：
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public interface CommModule{ void execute(); //执行指令 void undo(); //撤销指令 } //大金温度调节通讯模块 public class DaikinRaiseTemperatureCommModule implements CommModule{ private DaikinConditioner conditioner; private int originalTemperature; //在命令中记录原先的温度设定 public void execute(){ originalTemperature = conditioner.sendBluetoothSingal_1005(); //获取空调当前温度 conditioner.sendBluetoothSingal_2009( originalTemperature + 1 ); //设定温度 } public void undo(){ conditioner.sendBluetoothSingal_2009( originalTemperature );//设定温度 } } public class UniversalRemoteControlPanel{ private CommModule module; private List history = new ArrayList(); private int undoIndex = -1; //调节温度按钮 public void onButton4Pressed() { module.execute(); history.add( module ); } //撤销按钮 public void onUndoButtonPressed() { history.get( nextUndoIndex() ).undo(); } //重做按钮 public void onRedoButtonPressed(){ history.get( nextRedoIndex() ).execute(); } } |
使用带撤销功能的万能遥控器的样例代码：
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UniversalRemoteControlPanel cp = new UniversalRemoteControlPanel(); DaikinConditioner conditioner = new DaikinConditioner(); DaikinRaiseTemperatureCommModule module = new DaikinRaiseTemperatureCommModule(conditioner); cp.setModule( module ); //升高三度 cp.onButton4Pressed(); cp.onButton4Pressed(); cp.onButton4Pressed(); //撤销一次 cp.onUndoButtonPressed(); //重做一次 cp.onRedoButtonPressed(); |
能不能按一下就可以设置为制冷模式、25摄氏度、开启扫风功能呢？一个个按钮去操作很麻烦。在命令模式中，包装多个命令并批量执行的命令被称为“宏命令”：
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public class MacroCommModule implements CommModule { private List modules; public void execute(){ for ( CommModule module : modules ){ module.execute(); } } public void undo(){ for ( CommModule module : reverse( modules ) ){ module.undo(); } } } |
Java中Thread与Runnable的关系就是Command模式中Invoker与Command的关系：
Thread会在其start()方法被调用后，发动新的线程，并执行其run()方法， 而run()方法直接转调命令对象Runnable的run()方法。
QT中的Undo Framework是命令模式的实现，用于支持撤销/重做功能。在QT应用中，每个编辑操作可以被抽象为Command的实例，并且被保存在命令栈中，每个Command知道如何撤销修改并把程序还原到前一个状态。通过向下/上遍历命令栈，可以实现撤销/重做。
上面类图中QUndoCommand相当于Command角色，多个命令可以被存放到QUndoStack中，多个QUndoStack可以形成一个组。QUndoView是一个可以显示命令栈内容的小器件。
- 智能命令：命令本身已经把Receiver装配好，Client直接使用，不需要装配
- Client经常与Invoker融合为一个角色
- 回调：Invoker不再持有Command作为成员变量，而是声明自己的方法入参为Command，在方法体中回调Command.exec()，此时Invoker角色已经退化为一个方法
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