命令模式：封装请求，轻松实现解耦！
大家好！今天我们来聊聊设计模式中的命令模式（Command Pattern）。如果你曾经需要将请求封装成对象，或者希望实现请求的撤销、重做等功能，那么命令模式就是你的不二之选！本文基于《Head First 设计模式》的命令模式章节，通过生动的故事和 Java 代码示例，带你轻松掌握命令模式的精髓。
1. 命令模式是什么？
命令模式是一种行为型设计模式，它将请求封装成对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，并支持请求的排队、记录日志、撤销等操作。命令模式的核心思想是解耦请求的发送者和接收者，使得系统更加灵活和可扩展。
适用场景
- 需要将请求封装成对象，以便在不同的上下文中使用。
- 需要支持请求的撤销、重做、排队等功能。
- 需要解耦请求的发送者和接收者。
2. 命令模式的实现
故事背景
小明开发了一个智能家居系统，系统中有一个遥控器（RemoteControl）类，用于控制各种家电设备，比如灯（Light）、风扇（Fan）等。每个设备都有不同的操作，比如打开、关闭、调节亮度等。
问题出现
如果直接在遥控器中调用设备的方法，会导致遥控器和设备之间的耦合度过高。此外，如果需要支持撤销操作，代码会变得非常复杂。
解决方案：命令模式
小明决定使用命令模式，将每个操作封装成一个命令对象，从而解耦遥控器和设备。
代码实现
1. 定义命令接口
// 命令接口
interface Command {void execute();void undo();
}
2. 实现具体命令
// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand implements Command {private Light light;public LightOnCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.on();}@Overridepublic void undo() {light.off();}
}// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand implements Command {private Light light;public LightOffCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.off();}@Overridepublic void undo() {light.on();}
}// 具体命令：打开风扇
class FanOnCommand implements Command {private Fan fan;public FanOnCommand(Fan fan) {this.fan = fan;}@Overridepublic void execute() {fan.on();}@Overridepublic void undo() {fan.off();}
}// 具体命令：关闭风扇
class FanOffCommand implements Command {private Fan fan;public FanOffCommand(Fan fan) {this.fan = fan;}@Overridepublic void execute() {fan.off();}@Overridepublic void undo() {fan.on();}
}
3. 定义设备类
// 灯类
class Light {public void on() {System.out.println("Light is on");}public void off() {System.out.println("Light is off");}
}// 风扇类
class Fan {public void on() {System.out.println("Fan is on");}public void off() {System.out.println("Fan is off");}
}
4. 实现遥控器
// 遥控器类
class RemoteControl {private Command[] onCommands;private Command[] offCommands;private Command undoCommand;public RemoteControl() {onCommands = new Command[2];offCommands = new Command[2];Command noCommand = new NoCommand();for (int i = 0; i < 2; i++) {onCommands[i] = noCommand;offCommands[i] = noCommand;}undoCommand = noCommand;}public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand) {onCommands[slot] = onCommand;offCommands[slot] = offCommand;}public void onButtonWasPushed(int slot) {onCommands[slot].execute();undoCommand = onCommands[slot];}public void offButtonWasPushed(int slot) {offCommands[slot].execute();undoCommand = offCommands[slot];}public void undoButtonWasPushed() {undoCommand.undo();}
}// 空命令类
class NoCommand implements Command {@Overridepublic void execute() {System.out.println("No command assigned");}@Overridepublic void undo() {System.out.println("No command assigned");}
}
5. 客户端代码
public class SmartHomeApp {public static void main(String[] args) {// 创建设备Light livingRoomLight = new Light();Fan livingRoomFan = new Fan();// 创建命令Command lightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight);Command lightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight);Command fanOn = new FanOnCommand(livingRoomFan);Command fanOff = new FanOffCommand(livingRoomFan);// 创建遥控器RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();remoteControl.setCommand(0, lightOn, lightOff);remoteControl.setCommand(1, fanOn, fanOff);// 操作遥控器remoteControl.onButtonWasPushed(0); // 输出: Light is onremoteControl.offButtonWasPushed(0); // 输出: Light is offremoteControl.undoButtonWasPushed(); // 输出: Light is onremoteControl.onButtonWasPushed(1); // 输出: Fan is onremoteControl.offButtonWasPushed(1); // 输出: Fan is offremoteControl.undoButtonWasPushed(); // 输出: Fan is on}
}
3. 命令模式的优点
-
解耦请求的发送者和接收者
命令模式将请求封装成对象，使得请求的发送者和接收者之间没有直接的依赖关系。 -
支持撤销和重做
通过实现undo()方法，可以轻松实现撤销操作。 -
支持请求的排队和日志记录
命令对象可以被存储、传递和记录，从而支持请求的排队和日志记录。 -
易于扩展
新增命令时，只需实现新的命令类，无需修改现有代码。
4. 总结
命令模式通过将请求封装成对象，实现了请求的发送者和接收者之间的解耦，从而使得系统更加灵活和可扩展。通过本文的讲解和代码示例，相信你已经掌握了命令模式的核心思想和实现方法。在实际开发中，命令模式非常适合用于实现撤销、重做、排队等功能。
互动话题
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