大話設計模式-命令模式

大話設計模式-命令模式

模式背景

在軟件設計中,我們經常需要向某些對象發送請求,但是並不知道請求的接收者是誰,也不知道被請求的操作是哪個,我們只需在程序運行時指定具體的請求接收者即可,此時,可以使用命令模式來進行設計,使得請求發送者與請求接收者消除彼此之間的耦合,讓對象之間的調用關係更加靈活。

命令模式可以對發送者和接收者完全解耦,發送者與接收者之間沒有直接引用關係,發送請求的對象只需要知道如何發送請求,而不必知道如何完成請求。這就是命令模式的模式動機。

模式定義

命令模式(Command Pattern):將一個請求封裝為一個對象,從而使我們可用不同的請求對客戶進行參數化;對請求排隊或者記錄請求日誌,以及支持可撤銷的操作。命令模式是一種對象行為型模式,其別名為動作(Action)模式或事務(Transaction)模式。

模式結構

命令模式包含如下角色:

  • Command: 抽象命令類

  • ConcreteCommand: 具體命令類

  • Invoker: 調用者

  • Receiver: 接收者

  • Client:客戶類

大話設計模式-命令模式

時序圖

大話設計模式-命令模式

模式分析

命令模式的本質是對命令進行封裝,將發出命令的責任和執行命令的責任分割開。

  • 每一個命令都是一個操作:請求的一方發出請求,要求執行一個操作;接收的一方收到請求,並執行操作。

  • 命令模式允許請求的一方和接收的一方獨立開來,使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口,更不必知道請求是怎麼被接收,以及操作是否被執行、何時被執行,以及是怎麼被執行的。

  • 命令模式使請求本身成為一個對象,這個對象和其他對象一樣可以被存儲和傳遞。

  • 命令模式的關鍵在於引入了抽象命令接口,且發送者針對抽象命令接口編程,只有實現了抽象命令接口的具體命令才能與接收者相關聯。

實例

實例一:電視機遙控器

  • 電視機是請求的接收者,遙控器是請求的發送者,遙控器上有一些按鈕,不同的按鈕對應電視機的不同操作。抽象命令角色由一個命令接口來扮演,有三個具體的命令類實現了抽象命令接口,這三個具體命令類分別代表三種操作:打開電視機、關閉電視機和切換頻道。顯然,電視機遙控器就是一個典型的命令模式應用實例。

大話設計模式-命令模式

時序圖:

模式優缺點分析

優點

  • 降低系統的耦合度。

  • 新的命令可以很容易地加入到系統中。

  • 可以比較容易地設計一個命令隊列和宏命令(組合命令)。

  • 可以方便地實現對請求的Undo和Redo。

缺點

命令模式的缺點

  • 使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類。因為針對每一個命令都需要設計一個具體命令類,因此某些系統可能需要大量具體命令類,這將影響命令模式的使用。

適用場景

在以下情況下可以使用命令模式:

  • 系統需要將請求調用者和請求接收者解耦,使得調用者和接收者不直接交互。

  • 系統需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求。

  • 系統需要支持命令的撤銷(Undo)操作和恢復(Redo)操作。

  • 系統需要將一組操作組合在一起,即支持宏命令

模式應用

很多系統都提供了宏命令功能,如UNIX平臺下的Shell編程,可以將多條命令封裝在一個命令對象中,只需要一條簡單的命令即可執行一個命令序列,這也是命令模式的應用實例之一。

模式擴展

宏命令又稱為組合命令,它是命令模式和組合模式聯用的產物。

-宏命令也是一個具體命令,不過它包含了對其他命令對象的引用,在調用宏命令的execute()方法時,將遞歸調用它所包含的每個成員命令的execute()方法,一個宏命令的成員對象可以是簡單命令,還可以繼續是宏命令。執行一個宏命令將執行多個具體命令,從而實現對命令的批處理。

總結

  • 在命令模式中,將一個請求封裝為一個對象,從而使我們可用不同的請求對客戶進行參數化;對請求排隊或者記錄請求日誌,以及支持可撤銷的操作。命令模式是一種對象行為型模式,其別名為動作模式或事務模式。

  • 命令模式包含四個角色:抽象命令類中聲明瞭用於執行請求的execute()等方法,通過這些方法可以調用請求接收者的相關操作;具體命令類是抽象命令類的子類,實現了在抽象命令類中聲明的方法,它對應具體的接收者對象,將接收者對象的動作綁定其中;調用者即請求的發送者,又稱為請求者,它通過命令對象來執行請求;接收者執行與請求相關的操作,它具體實現對請求的業務處理。

  • 命令模式的本質是對命令進行封裝,將發出命令的責任和執行命令的責任分割開。命令模式使請求本身成為一個對象,這個對象和其他對象一樣可以被存儲和傳遞。

  • 命令模式的主要優點在於降低系統的耦合度,增加新的命令很方便,而且可以比較容易地設計一個命令隊列和宏命令,並方便地實現對請求的撤銷和恢復;其主要缺點在於可能會導致某些系統有過多的具體命令類。

  • 命令模式適用情況包括:需要將請求調用者和請求接收者解耦,使得調用者和接收者不直接交互;需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求;需要支持命令的撤銷操作和恢復操作,需要將一組操作組合在一起,即支持宏命令。

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