命令模式
在軟件開發(fā)系統(tǒng)中，“方法的請求者”與“方法的實現者”之間經常存在緊密的耦合關系，這不利于軟件功能的擴展與維護。例如，想對方法進行“撤銷、重做、記錄”等處理都很不方便，因此“如何將方法的請求者與實現者解耦？”變得很重要，命令模式就能很好地解決這個問題。
在現實生活中，命令模式的例子也很多。比如看電視時，我們只需要輕輕一按遙控器就能完成頻道的切換，這就是命令模式，將換臺請求和換臺處理完全解耦了。電視機遙控器（命令發(fā)送者）通過按鈕（具體命令）來遙控電視機（命令接收者）。
再比如，我們去餐廳吃飯，菜單不是等到客人來了之后才定制的，而是已經預先配置好的。這樣，客人來了就只需要點菜，而不是任由客人臨時定制。餐廳提供的菜單就相當于把請求和處理進行了解耦，這就是命令模式的體現。
命令模式的定義與特點
命令（Command）模式的定義如下：將一個請求封裝為一個對象，使發(fā)出請求的責任和執(zhí)行請求的責任分割開。這樣兩者之間通過命令對象進行溝通，這樣方便將命令對象進行儲存、傳遞、調用、增加與管理。
命令模式的主要優(yōu)點如下。
通過引入中間件（抽象接口）降低系統(tǒng)的耦合度。
擴展性良好，增加或刪除命令非常方便。采用命令模式增加與刪除命令不會影響其他類，且滿足“開閉原則”。
可以實現宏命令。命令模式可以與組合模式結合，將多個命令裝配成一個組合命令，即宏命令。
方便實現 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以與后面介紹的備忘錄模式結合，實現命令的撤銷與恢復。
可以在現有命令的基礎上，增加額外功能。比如日志記錄，結合裝飾器模式會更加靈活。
其缺點是：
可能產生大量具體的命令類。因為每一個具體操作都需要設計一個具體命令類，這會增加系統(tǒng)的復雜性。
命令模式的結果其實就是接收方的執(zhí)行結果，但是為了以命令的形式進行架構、解耦請求與實現，引入了額外類型結構（引入了請求方與抽象命令接口），增加了理解上的困難。不過這也是設計模式的通病，抽象必然會額外增加類的數量，代碼抽離肯定比代碼聚合更加難理解。
命令模式的結構與實現
可以將系統(tǒng)中的相關操作抽象成命令，使調用者與實現者相關分離，其結構如下。
1. 模式的結構
命令模式包含以下主要角色。
抽象命令類（Command）角色：聲明執(zhí)行命令的接口，擁有執(zhí)行命令的抽象方法 execute()。
具體命令類（Concrete Command）角色：是抽象命令類的具體實現類，它擁有接收者對象，并通過調用接收者的功能來完成命令要執(zhí)行的操作。
實現者/接收者（Receiver）角色：執(zhí)行命令功能的相關操作，是具體命令對象業(yè)務的真正實現者。
調用者/請求者（Invoker）角色：是請求的發(fā)送者，它通常擁有很多的命令對象，并通過訪問命令對象來執(zhí)行相關請求，它不直接訪問接收者。
其結構圖如圖 1 所示。
圖1 命令模式的結構圖
2. 模式的實現
命令模式的代碼如下：
package command;public class CommandPattern {public static void main(String[] args) {Command cmd = new ConcreteCommand();Invoker ir = new Invoker(cmd);System.out.println("客戶訪問調用者的call()方法...");ir.call();}}//調用者class Invoker {private Command command;public Invoker(Command command) {this.command = command;}public void setCommand(Command command) {this.command = command;}public void call() {System.out.println("調用者執(zhí)行命令command...");command.execute();}}//抽象命令interface Command {public abstract void execute();}//具體命令class ConcreteCommand implements Command {private Receiver receiver;ConcreteCommand() {receiver = new Receiver();}public void execute() {receiver.action();}}//接收者class Receiver {public void action() {System.out.println("接收者的action()方法被調用...");}}
程序的運行結果如下：
客戶訪問調用者的call()方法...
調用者執(zhí)行命令command...
接收者的action()方法被調用...
命令模式的應用實例
【例1】用命令模式實現客戶去餐館吃早餐的實例。
分析：客戶去餐館可選擇的早餐有腸粉、河粉和餛飩等，客戶可向服務員選擇以上早餐中的若干種，服務員將客戶的請求交給相關的廚師去做。這里的點早餐相當于“命令”，服務員相當于“調用者”，廚師相當于“接收者”，所以用命令模式實現比較合適。
首先，定義一個早餐類（Breakfast），它是抽象命令類，有抽象方法 cooking()，說明要做什么；
再定義其子類腸粉類（ChangFen）、餛飩類（HunTun）和河粉類（HeFen），它們是具體命令類，實現早餐類的 cooking() 方法，但它們不會具體做，而是交給具體的廚師去做；
具體廚師類有腸粉廚師（ChangFenChef）、餛飩廚師（HunTunChef）和河粉廚師（HeFenChef），他們是命令的接收者。
由于本實例要顯示廚師做菜的效果圖，所以把每個廚師類定義為 JFrame 的子類；最后，定義服務員類（Waiter），它接收客戶的做菜請求，并發(fā)出做菜的命令。客戶類是通過服務員類來點菜的，圖 2 所示是其結構圖。
圖2 客戶在餐館吃早餐的結構圖
程序代碼如下：
package command;import javax.swing.*;public class CookingCommand {public static void main(String[] args) {Breakfast food1 = new ChangFen();Breakfast food2 = new HunTun();Breakfast food3 = new HeFen();Waiter fwy = new Waiter();fwy.setChangFen(food1);//設置腸粉菜單fwy.setHunTun(food2); //設置河粉菜單fwy.setHeFen(food3); //設置餛飩菜單fwy.chooseChangFen(); //選擇腸粉fwy.chooseHeFen(); //選擇河粉fwy.chooseHunTun(); //選擇餛飩}}//調用者：服務員class Waiter {private Breakfast changFen, hunTun, heFen;public void setChangFen(Breakfast f) {changFen = f;}public void setHunTun(Breakfast f) {hunTun = f;}public void setHeFen(Breakfast f) {heFen = f;}public void chooseChangFen() {changFen.cooking();}public void chooseHunTun() {hunTun.cooking();}public void chooseHeFen() {heFen.cooking();}}//抽象命令：早餐interface Breakfast {public abstract void cooking();}//具體命令：腸粉class ChangFen implements Breakfast {private ChangFenChef receiver;ChangFen() {receiver = new ChangFenChef();}public void cooking() {receiver.cooking();}}//具體命令：餛飩class HunTun implements Breakfast {private HunTunChef receiver;HunTun() {receiver = new HunTunChef();}public void cooking() {receiver.cooking();}}//具體命令：河粉class HeFen implements Breakfast {private HeFenChef receiver;HeFen() {receiver = new HeFenChef();}public void cooking() {receiver.cooking();}}//接收者：腸粉廚師class ChangFenChef extends JFrame {private static final long serialVersionUID = 1L;JLabel l = new JLabel();ChangFenChef() {super("煮腸粉");l.setIcon(new ImageIcon("src/command/ChangFen.jpg"));this.add(l);this.setLocation(30, 30);this.pack();this.setResizable(false);this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}public void cooking() {this.setVisible(true);}}//接收者：餛飩廚師class HunTunChef extends JFrame {private static final long serialVersionUID = 1L;JLabel l = new JLabel();HunTunChef() {super("煮餛飩");l.setIcon(new ImageIcon("src/command/HunTun.jpg"));this.add(l);this.setLocation(350, 50);this.pack();this.setResizable(false);this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}public void cooking() {this.setVisible(true);}}//接收者：河粉廚師class HeFenChef extends JFrame {private static final long serialVersionUID = 1L;JLabel l = new JLabel();HeFenChef() {super("煮河粉");l.setIcon(new ImageIcon("src/command/HeFen.jpg"));this.add(l);this.setLocation(200, 280);this.pack();this.setResizable(false);this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}public void cooking() {this.setVisible(true);}}
程序的運行結果如圖 2 所示。
圖2 客戶在餐館吃早餐的運行結果
命令模式的應用場景
當系統(tǒng)的某項操作具備命令語義，且命令實現不穩(wěn)定（變化）時，可以通過命令模式解耦請求與實現。使用抽象命令接口使請求方的代碼架構穩(wěn)定，封裝接收方具體命令的實現細節(jié)。接收方與抽象命令呈現弱耦合（內部方法無需一致），具備良好的擴展性。
命令模式通常適用于以下場景。
請求調用者需要與請求接收者解耦時，命令模式可以使調用者和接收者不直接交互。
系統(tǒng)隨機請求命令或經常增加、刪除命令時，命令模式可以方便地實現這些功能。
當系統(tǒng)需要執(zhí)行一組操作時，命令模式可以定義宏命令來實現該功能。
當系統(tǒng)需要支持命令的撤銷（Undo）操作和恢復（Redo）操作時，可以將命令對象存儲起來，采用備忘錄模式來實現。
命令模式的擴展
在軟件開發(fā)中，有時將命令模式與前面學的組合模式聯合使用，這就構成了宏命令模式，也叫組合命令模式。宏命令包含了一組命令，它充當了具體命令與調用者的雙重角色，執(zhí)行它時將遞歸調用它所包含的所有命令，其具體結構圖如圖 3 所示。
圖3 組合命令模式的結構圖
程序代碼如下：
package command;import java.util.ArrayList;public class CompositeCommandPattern {public static void main(String[] args) {AbstractCommand cmd1 = new ConcreteCommand1();AbstractCommand cmd2 = new ConcreteCommand2();CompositeInvoker ir = new CompositeInvoker();ir.add(cmd1);ir.add(cmd2);System.out.println("客戶訪問調用者的execute()方法...");ir.execute();}}//抽象命令interface AbstractCommand {public abstract void execute();}//樹葉構件: 具體命令1class ConcreteCommand1 implements AbstractCommand {private CompositeReceiver receiver;ConcreteCommand1() {receiver = new CompositeReceiver();}public void execute() {receiver.action1();}}//樹葉構件: 具體命令2class ConcreteCommand2 implements AbstractCommand {private CompositeReceiver receiver;ConcreteCommand2() {receiver = new CompositeReceiver();}public void execute() {receiver.action2();}}//樹枝構件: 調用者class CompositeInvoker implements AbstractCommand {private ArrayListchildren = new ArrayList (); public void add(AbstractCommand c) {children.add(c);}public void remove(AbstractCommand c) {children.remove(c);}public AbstractCommand getChild(int i) {return children.get(i);}public void execute() {for (Object obj : children) {((AbstractCommand) obj).execute();}}}//接收者class CompositeReceiver {public void action1() {System.out.println("接收者的action1()方法被調用...");}public void action2() {System.out.println("接收者的action2()方法被調用...");}}
程序的運行結果如下：
客戶訪問調用者的execute()方法...
接收者的action1()方法被調用...
接收者的action2()方法被調用...
當然，命令模式還可以同備忘錄（Memento）模式組合使用，這樣就變成了可撤銷的命令模式，這將在后面介紹。
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