命令設計模式 · HowToDoInJava 中文系列教程

# 命令設計模式 > 原文： [https://howtodoinjava.com/design-patterns/behavioral/command-pattern/](https://howtodoinjava.com/design-patterns/behavioral/command-pattern/) **命令模式**是一種[行為型設計模式](//howtodoinjava.com/gang-of-four-java-design-patterns/)，可用于**將業務邏輯抽象為離散的動作**，我們將其稱為*命令*。此命令對象有助于松散耦合兩個類之間的關系，其中一個類（調用者）應調用另一類（接收者）上的方法來執行業務操作。讓我們學習命令如何幫助將調用者與接收者解耦。 ```java Table of Contents Introduction Design Participants Problem Statement Command Pattern Implementation Demo When to Use Command Pattern Popular Implementations Summary ``` ## 介紹在面向對象的編程中，命令模式是一種行為型設計模式，其中一個對象用于[封裝](//howtodoinjava.com/object-oriented/encapsulation-in-java-and-its-relation-with-abstraction/)執行動作，業務操作或觸發事件所需的所有信息。方法名稱，接收方對象引用和方法參數值（如果有）。該對象稱為*命令*。類似的方法也適用于[責任鏈](//howtodoinjava.com/design-patterns/behavioral/chain-of-responsibility-design-pattern/)模式。唯一的區別是命令中只有一個請求處理器，而在責任鏈中單個請求對象可以有許多處理器。 ## 設計參與者命令設計模式的參與者包括： * **命令接口** – 用于聲明操作。 * **具體命令類** – 擴展了`Command`接口，并具有用于在接收方上調用業務操作方法的執行方法。它在內部具有命令接收者的參考。 * **調用者** – 被賦予執行操作的命令對象。 * **接收器** – 執行操作。在命令模式中，調用者與接收者執行的動作分離。調用者不知道接收者。調用者調用一個命令，然后該命令執行接收方的相應操作。因此，調用者可以在不知道要執行的動作的細節的情況下調用命令。此外，這種脫鉤意味著對接收者動作的更改不會直接影響動作的調用。 ## 問題陳述假設我們需要為家庭自動化系統構建一個遙控器，該遙控器應控制房屋的不同照明/電氣單元。遙控器中的單個按鈕可能能夠在類似設備上執行相同的操作，例如，電視開/關按鈕可用于打開/關閉不同房間中的不同電視機。在這里，此遙控器將是一個可編程的遙控器，它將用于打開和關閉各種燈/風扇等。首先，讓我們看看如何使用任何設計方法解決問題。她的遙控器代碼可能看起來像： ```java If(buttonName.equals(“Light”)) { //Logic to turn on that light } else If(buttonName.equals(“Fan”)) { //Logic to turn on that Fan } ``` 但是上述解決方案顯然存在許多明顯的問題，例如： * 任何新項目（例如`TubeLight`）都需要更改遙控器的代碼。您將需要添加更多的`if-else`。 * 如果我們想為其他目的更改按鈕，那么我們也需要更改代碼。 * 最重要的是，如果家里有很多項目，代碼的復雜性和可維護性將會增加。 * 最后，代碼不干凈且緊密耦合，我們未遵循*為接口編碼*等最佳實踐。 ## 命令模式實現讓我們用命令設計模式解決上述家庭自動化問題，并一次設計一個組件。 * `ICommand`接口是**命令接口** * `Light`是**接收器**組件之一。它可以接受與`Light`有關的多個命令，例如打開和關閉 * `Fan`也是**接收器**組件的另一種類型。它可以接受與風扇相關的多個命令，例如打開和關閉 * `HomeAutomationRemote`是**調用者**對象，它要求命令執行請求。這里風扇開/關，燈開/關。 * `StartFanCommand`，`StopFanCommand`，`TurnOffLightCommand`，`TurnOnLightCommand`等是**命令實現**的不同類型。 #### 類圖 ![Class Diagram](https://img.kancloud.cn/5a/89/5a89581b702f9288701c99633760acad_1216x483.png) 命令模式類圖讓我們看一下每個類和接口的 java 源代碼。 `ICommand.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation; /** * Command Interface which will be implemented by the exact commands. * */ @FunctionalInterface public interface ICommand { public void execute(); } ``` `Light.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.light; /** * Light is a Receiver component in command pattern terminology. * */ public class Light { public void turnOn() { System.out.println("Light is on"); } public void turnOff() { System.out.println("Light is off"); } } ``` `Fan.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan; /** * Fan class is a Receiver component in command pattern terminology. * */ public class Fan { void start() { System.out.println("Fan Started.."); } void stop() { System.out.println("Fan stopped.."); } } ``` `TurnOffLightCommand.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.light; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.ICommand; /** * Light Start Command where we are encapsulating both Object[light] and the * operation[turnOn] together as command. This is the essence of the command. * */ public class TurnOffLightCommand implements ICommand { Light light; public TurnOffLightCommand(Light light) { super(); this.light = light; } public void execute() { System.out.println("Turning off light."); light.turnOff(); } } ``` `TurnOnLightCommand.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.light; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.ICommand; /** * Light stop Command where we are encapsulating both Object[light] and the * operation[turnOff] together as command. This is the essence of the command. * */ public class TurnOnLightCommand implements ICommand { Light light; public TurnOnLightCommand(Light light) { super(); this.light = light; } public void execute() { System.out.println("Turning on light."); light.turnOn(); } } ``` `StartFanCommand.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.ICommand; /** * Fan Start Command where we are encapsulating both Object[fan] and the * operation[start] together as command. This is the essence of the command. * */ public class StartFanCommand implements ICommand { Fan fan; public StartFanCommand(Fan fan) { super(); this.fan = fan; } public void execute() { System.out.println("starting Fan."); fan.start(); } } ``` `StopFanCommand.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.ICommand; /** * Fan stop Command where we are encapsulating both Object[fan] and the * operation[stop] together as command. This is the essence of the command. * */ public class StopFanCommand implements ICommand { Fan fan; public StopFanCommand(Fan fan) { super(); this.fan = fan; } public void execute() { System.out.println("stopping Fan."); fan.stop(); } } ``` `HomeAutomationRemote.java` ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation; /** * Remote Control for Home automation where it will accept the command and * execute. This is the invoker in terms of command pattern terminology */ public class HomeAutomationRemote { //Command Holder ICommand command; //Set the command in runtime to trigger. public void setCommand(ICommand command) { this.command = command; } //Will call the command interface method so that particular command can be invoked. public void buttonPressed() { command.execute(); } } ``` ## 演示讓我們編寫代碼并執行客戶端代碼，以查看命令的執行方式。 ```java package com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan.Fan; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan.StartFanCommand; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.fan.StopFanCommand; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.light.Light; import com.howtodoinjava.designpattern.command.homeautomation.light.TurnOnLightCommand; /** * Demo class for HomeAutomation * */ public class Demo //client { public static void main(String[] args) { Light livingRoomLight = new Light(); //receiver 1 Fan livingRoomFan = new Fan(); //receiver 2 Light bedRoomLight = new Light(); //receiver 3 Fan bedRoomFan = new Fan(); //receiver 4 HomeAutomationRemote remote = new HomeAutomationRemote(); //Invoker remote.setCommand(new TurnOnLightCommand( livingRoomLight )); remote.buttonPressed(); remote.setCommand(new TurnOnLightCommand( bedRoomLight )); remote.buttonPressed(); remote.setCommand(new StartFanCommand( livingRoomFan )); remote.buttonPressed(); remote.setCommand(new StopFanCommand( livingRoomFan )); remote.buttonPressed(); remote.setCommand(new StartFanCommand( bedRoomFan )); remote.buttonPressed(); remote.setCommand(new StopFanCommand( bedRoomFan )); remote.buttonPressed(); } } ``` 輸出： ```java Turning on light. Light is on Turning on light. Light is on starting Fan. Fan Started.. stopping Fan. Fan stopped.. starting Fan. Fan Started.. stopping Fan. Fan stopped.. ``` ## 何時使用命令模式您可以使用命令模式來解決許多設計問題，例如： * 處理 Java 菜單項和按鈕的動作。 * 提供對宏的支持（宏的記錄和播放）。 * 提供“撤消”支持。 * 進度條實現。 * 創建多步驟向導。 ## 流行的命令模式實現這些是命令模式實現的一些實際示例： * 可運行接口（`java.lang.Runnable`） * Swing `Action`（`javax.swing.Action`）使用命令模式 * `ActionServlet`調用 Struts `Action`類在內部使用命令模式。 ## 總結 1. 命令模式是一種行為型設計模式。 2. 在命令模式中，對象用于封裝在任何時間執行操作或觸發事件所需的所有信息，從而使開發人員能夠分散業務邏輯。它稱為命令。 3. 客戶端與調用者對話并傳遞命令對象。 4. 每個命令對象都有對其接收者的引用。 5. `Command`的`execute()`方法調用接收器中定義的實際業務操作。 6. 接收者執行業務操作。這是此模式的一些利弊。它可以幫助您就使用命令模式做出正確的決定。 #### 優點 * 使我們的代碼具有可伸縮性，因為我們可以添加新命令而無需更改現有代碼。 * 使用命令對象增加調用者和接收者之間的松散耦合。 #### 缺點 * 在不同的視圖中，增加每個單獨命令的類數。在某些特定情況下，它可能不是首選。這就是*命令設計模式*的全部。將我的問題放在評論部分。 [下載源碼](//howtodoinjava.com/wp-content/downloads/Command-Design-Pattern.zip) 學習愉快！