设计模式（七）：命令模式

一、概述

　　命令模式将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。

二、解决问题

　　假设我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装app就可以控制对这些家电工作。那么问题来了，这些智能家电来自不同的厂家，我们是不是要对每个厂家的家电都安装一个app呢？毫无疑问，我们肯定不想安装那么多的app，我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电。要实现一个app控制所有智能家电的需要，每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给app调用，这个时候命令模式就可以发挥作用了。命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来，在我们的例子中，动作的请求者是手机app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。

三、结构类图

　　

 

四、成员角色

　　客户端（Client）：创建具体命令对象，并设置命令对象的接收者。

　　调用者（Invoke）：持有命令对象的引用，在某个时间点执行命令对象的方法。

　　命令接口（Command）：定义命令对象的共有的方法，具体命令对象必须实现这些方法。

　　具体命令对象（ConcreteCommand）：实现命令接口的方法，操纵接收者的执行相关动作。

　　接收者（Receiver）：请求的执行者，其方法被具体命令对象调用。

五、应用实例

 　　好了，让我们来简化一下手机app，假如它的界面如下所示，我们可以设置每一行按键对应的电器，我们设置第一行按键为电灯的开关，第二行按键为电视开关。下面就实现这个app的功能。

　　

第一步，创建电灯和电视对象，就是接收者

package command.pattern;

//灯对象
public class LightObj {
	public void on(){
		System.out.println("灯打开了");
	}
	
	public void off(){
		System.out.println("灯关闭了");
	}
}

　　

package command.pattern;

//电视对象
public class TVObj {
	public void on(){
		System.out.println("电视打开了");
	}
	
	public void off(){
		System.out.println("电视关闭了");
	}
}

　　第二步，创建命令接口和空命令

package command.pattern;

//定义命令接口
public interface Command {
	//执行动作
	public void execute();
	//撤销动作
	public void undo();
}

　　

package command.pattern;

//没有任何命令，用于初始化每个按键，当调用空命令时，对象什么事情都不做，
//有些时候这也是一种设计模式，因为它为我们省去判空的操作
public class NoCommand implements Command{

	public void execute() {
		
	}

	public void undo() {
		
	}	
}

　　第三步、创建电灯开关命令

package command.pattern;

//打开电灯命令
public class LightOnCommand implements Command{
	LightObj light;

	public LightOnCommand(LightObj light) {
		super();
		//设置接收者
		this.light = light;
	}

	//执行请求
	public void execute() {
		//调用接收者的方法
		light.on();		
	}

	//撤销请求
	public void undo() {
		light.off();	
	}	
}

　　

package command.pattern;

//电灯的关闭命令
public class LightOffCommand implements Command{
	LightObj light;
		
	public LightOffCommand(LightObj light) {
		super();
		//设置接收者
		this.light = light;
	}

	//执行请求
	public void execute() {
		light.off();
		
	}

	//撤销请求
	public void undo() {
		light.on();	
	}
}

　　第四步、创建电视开关命令

package command.pattern;

//打开电视命令
public class TVOnCommand implements Command{
	TVObj tv;
	
	public TVOnCommand(TVObj tv){
		this.tv = tv;
	}
	
	//执行请求
	public void execute() {	
		tv.on();
	}

	//撤销请求
	public void undo() {
		tv.off();
	}
}

　　

package command.pattern;

//关闭电视命令
public class TVOffCommand implements Command{
	TVObj tv;
	
	public TVOffCommand(TVObj tv){
		this.tv = tv;
	}
	
	//执行请求
	public void execute() {
		tv.off();
	}

	//撤销请求
	public void undo() {
		tv.on();	
	}
}

　　第五步、创建调用者

package command.pattern;

//调用者
public class RemoteControl {
	//开按钮命令数组
	Command[] onCommands;
	//关按钮命令数组
	Command[] offCommands;
	//撤销执行的命令
	Command undoCommand;
	
	public RemoteControl(){
		onCommands = new Command[5];
		offCommands = new Command[5];
		
		for(int i = 0;i < 5;i++){
			onCommands[i] = new NoCommand();
			offCommands[i] = new NoCommand();
		}
	}
	
	public void setCommand(int slot,Command onCommand,Command offCommand){
		onCommands[slot] = onCommand;
		offCommands[slot] = offCommand;
	}
	
	//按下开按钮
	public void onButtonWasPushed(int slot){
		onCommands[slot].execute();
		//保存最后一次操作，用于撤销操作
		undoCommand = onCommands[slot];
	}
	
	//按下关按钮
	public void offButtonWasPushed(int slot){
		offCommands[slot].execute();
		//保存最后一次操作，用于撤销操作
		undoCommand = offCommands[slot];
	}
	
	public void undoButtonWasPushed(){
		undoCommand.undo();
	}
}

　　第六步、测试手机app

package command.pattern;

public class RemoteControlTest {
	public static void main(String[] args){
		//创建电灯对象
		LightObj light = new LightObj();
		//创建电视对象
		TVObj tv = new TVObj();
		//创建电灯和电视的开关命令
		Command lingOnCommand = new LightOnCommand(light);
		Command lingOffCommand = new LightOffCommand(light);
		Command tvOnCommand = new TVOnCommand(tv);
		Command tvOffCommand = new TVOffCommand(tv);
		
		RemoteControl remote = new RemoteControl();
		//把第一行的按钮设置为电灯的开关
		remote.setCommand(0, lingOnCommand, lingOffCommand);
		
		System.out.println("-----按下灯的开按钮-----");
		remote.onButtonWasPushed(0);
		System.out.println("-----按下灯的关按钮-----");
		remote.offButtonWasPushed(0);
		System.out.println("-----按下撤销键-----");
		remote.undoButtonWasPushed();
		
		//把第二行的按钮设置为电视的开关
		remote.setCommand(1, lingOnCommand, lingOffCommand);
		System.out.println("-----------------------");
		System.out.println("-----按下电视的开按钮-----");
		remote.onButtonWasPushed(1);
		System.out.println("-----按下电视的关按钮-----");
		remote.offButtonWasPushed(1);
		System.out.println("-----按下撤销键-----");
		remote.undoButtonWasPushed();
		
		
	}
}

　　运行结果：

六、优点和缺点

　　1、优点

　　（1）、将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象时调用者，调用者只要调用命令对象的execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作。就拿上面的手机app例子来说，不管什么品牌的智能电器，你只要实现统一的命令接口，并告诉手机app你的具体命令什么，手机app就可以控制你的工作，而不必知道你是什么品牌的电器。

　　（2）、有很好的扩展性。新增一个具体命令对象不会影响到其他命令对象，所以很容易增加一个具体命令类。

　　（3）、很容易地设计一个命令队列。只要把命令对象放到列队，我们就可以多线程的执行命令。

　　（4）、可以容易地实现对请求的撤销和重做。

　　（5）、可以实现命令日志，当需要系统瘫痪时直接从命令日志恢复系统。

　　2、缺点

　　（1）、由于一个命令对应一个接收者动作，当接收者动作过多时，会创建很多命令对象，增加了系统的复杂度。

七、使用场合

　　（1）、当需要一个对象执行某个动作，但并不知道或者无须知道接收者是什么对象时使用。

　　（2）、当需要连续或者同时控制多个对象执行动作时，可以运用命令模式把每个动作封装成一个命令，组成命令队列。只要操纵该队列的命令就可以控制多个对象执行相关动作。

　　（3）、当需要考虑系统恢复时，可以使用命令日志。

八、总结

　　1、”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。

　　2、空命令也可以说是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的应用实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦，你不判空的话，程序可能会空指针异常，判空又会带来很多重复的操作。

//按下开按钮，判空
	public void onButtonWasPushedWithNull(int slot){
		//判断命令是否为空
		if(onCommands[slot] != null){
			onCommands[slot].execute();
			//保存最后一次操作，用于撤销操作
			undoCommand = onCommands[slot];
		}	
	}