指令设计模式

命令模式是一种行为设计模式,可用于将业务逻辑抽象为离散的动作(我们称为命令)。此命令对象有助于松散耦合两个类之间的关系,其中一个类(调用者)应调用另一类(接收者)上的方法来执行业务操作。

让我们学习命令如何帮助将调用者与接收者解耦。

目录
 简介
设计参与者
问题陈述
命令模式实施
演示
何时使用命令模式
 popular 实施
摘要

介绍

在面向对象的编程中,命令模式是一种行为设计模式,其中,对象用于封装执行动作,业务操作或触发事件所需的所有信息,例如方法名称,接收者对象引用和方法参数值(如果有)任何。该对象称为command

类似的方法也适用于责任链模式。唯一的区别是命令中只有一个请求处理程序,而在责任链中单个请求对象可以有许多处理程序。

设计参加者

命令设计模式的参与者包括:

  • 命令界面 –用于声明操作。
  • 具体的命令类 –扩展了Command接口,并具有用于在接收方上调用业务操作方法的execute方法。它在内部具有命令接收者的参考。
  • 调用程序 –被赋予执行操作的命令对象。
  • 接收器 –执行操作。

在命令模式中,调用者与接收者执行的动作分离。调用者不知道接收者。调用程序调用一个命令,然后该命令执行接收方的相应操作。因此,调用者可以在不知道要执行的动作的细节的情况下调用命令。另外,这种解耦意味着对接收者动作的更改不会直接影响动作的调用。

问题陈述

假设我们需要为家庭自动化系统构建一个遥控器,该遥控器应控制房屋的不同照明/电气单元。遥控器中的单个按钮可能能够在相似的设备上执行相同的操作,例如,电视开/关按钮可用于打开/关闭不同房间中的不同电视机。

在这里,此遥控器将是一个可编程的遥控器,它将用于打开和关闭各种灯/风扇等。

首先,让我们看看如何使用任何设计方法解决问题。她的遥控器代码可能看起来像–

If(buttonName.equals(“Light”))
{
	//Logic to turn on that light
}
else If(buttonName.equals(“Fan”))
{
	//Logic to turn on that Fan
}

但是上述解决方案显然存在许多明显的问题,例如–

  • 任何新物品(例如TubeLight)都需要更改遥控器的代码。您将需要添加更多的if-elses。
  • 如果我们想为其他目的更改按钮,那么我们也需要更改代码。
  • 最重要的是,如果家里有很多物品,代码的复杂性和可维护性将会增加。
  • 最后,代码不干净且紧密耦合,我们没有遵循最佳实践,例如对接口进行编码等。

命令模式实施

让我们用命令设计模式解决上述家庭自动化问题,并一次设计一个组件。

  • ICommand接口是命令接口
  • Light接收器组件之一。它可以接受与Light有关的多个命令,例如打开和关闭
  • Fan也是接收器组件的另一种类型。它可以接受与风扇相关的多个命令,例如打开和关闭
  • HomeAutomationRemote调用者对象,它要求命令执行请求。这里风扇开/关,灯开/关。
  • StartFanCommandStopFanCommandTurnOffLightCommandTurnOnLightCommand等是不同类型的命令实现

类图

类图
命令模式类图

让我们看一下每个类和接口的java源代码。

ICommand.java

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation;

/**
 * Command Interface which will be implemented by the exact commands.
 *
 */
@FunctionalInterface
public interface ICommand {
	public void execute();
}

Light.java

package com.how2codex.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

package com.how2codex.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

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.light;

import com.how2codex.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

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.light;

import com.how2codex.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

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.fan;

import com.how2codex.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

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.fan;

import com.how2codex.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

package com.how2codex.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();
	}
}

Demo

让我们编写代码并执行客户端代码,以查看命令的执行方式。

package com.how2codex.designpattern.command.homeautomation;

import com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.fan.Fan;
import com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.fan.StartFanCommand;
import com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.fan.StopFanCommand;
import com.how2codex.designpattern.command.homeautomation.light.Light;
import com.how2codex.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();
	}
}

输出:

打开灯。
灯亮

打开灯。
灯亮

发车范。
风扇开始了..

阻止范
风扇停了

发车范。
风扇开始了..

阻止范
风扇停了

何时使用命令模式

您可以使用命令模式来解决许多设计问题,例如

  • 处理Java菜单项和按钮的动作。
  • 提供对宏的支持(宏的记录和播放)。
  • 提供“撤消”支持。
  • 进度条实现。
  • 创建多步骤向导。

popular 的命令模式实现

这些是命令模式实现的一些实际示例:

  • 可运行接口(java.lang.Runnable)
  • Swing Action(javax.swing.Action)使用命令模式
  • Action Servlet调用Struts Action类在内部使用命令模式。

摘要

  1. 命令模式是一种行为设计模式。
  2. 在命令模式中,对象用于封装在任何时间执行操作或触发事件所需的所有信息,从而使开发人员能够分散业务逻辑。它称为命令。
  3. 客户端与调用程序对话并传递命令对象。
  4. 每个命令对象都有对其接收者的引用。
  5. Command的execute()方法调用接收器中定义的实际业务操作。
  6. 接收者执行业务操作。

这是此模式的一些利弊。它可以帮助您就使用命令模式做出正确的决定。

优点

  • 使我们的代码具有可伸缩性,因为我们可以添加新命令而无需更改现有代码。
  • 使用命令对象增加调用者和接收者之间的松散耦合。

缺点

  • 在不同的视图中,增加每个单独命令的类数。在某些特定情况下,它可能不是首选。

这就是命令设计模式。如果您有任何疑问,请在评论区留言,我会一一解答。

学习愉快!

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