第18章命令模式

第18章命令模式本章教学内容命令模式模式动机与定义模式结构与分析模式实例与解析模式效果与应用模式扩展命令模式模式动机在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计，使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活。命令模式模式动机命令模式模式动机命令模式可以对发送者和接收者完全解耦，发送者与接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。这就是命令模式的模式动机。命令模式模式定义命令模式(CommandPattern)：将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。命令模式模式定义CommandPattern:Encapsulatearequestasanobject,therebylettingyouparameterizeclientswithdifferentrequests,queueorlogrequests,andsupportundoableoperations.Frequencyofuse:mediumhigh命令模式模式结构receiverInvokerCommand+execute()...ConcreteCommand-state:+execute()...Receiver+action()...Clientreceiver.action();命令模式模式结构命令模式包含如下角色：•Command:抽象命令类•ConcreteCommand:具体命令类•Invoker:调用者•Receiver:接收者•Client:客户类命令模式模式分析命令模式的本质是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求，要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。命令模式模式分析命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。命令模式模式分析典型的抽象命令类代码：publicabstractclassCommand{publicabstractvoidexecute();}命令模式模式分析典型的调用者代码：publicclassInvoker{privateCommandcommand;publicInvoker(Commandcommand){this.command=command;}publicvoidsetCommand(Commandcommand){this.command=command;}//业务方法，用于调用命令类的方法publicvoidcall(){command.execute();}}命令模式模式分析典型的具体命令类代码：publicclassConcreteCommandextendsCommand{privateReceiverreceiver;publicvoidexecute(){receiver.action();}}命令模式模式分析典型的请求接收者代码：publicclassReceiver{publicvoidaction(){//具体操作}}命令模式模式分析命令模式顺序图：命令模式命令模式实例与解析实例一：电视机遥控器•电视机是请求的接收者，遥控器是请求的发送者，遥控器上有一些按钮，不同的按钮对应电视机的不同操作。抽象命令角色由一个命令接口来扮演，有三个具体的命令类实现了抽象命令接口，这三个具体命令类分别代表三种操作：打开电视机、关闭电视机和切换频道。显然，电视机遥控器就是一个典型的命令模式应用实例。命令模式命令模式实例与解析实例一：电视机遥控器tvtvtvController---openCommandcloseCommandchangeCommand:AbstractCommand:AbstractCommand:AbstractCommand++++Controller(AbstractCommandopenCommand,AbstractCommandcloseCommand,AbstractCommandchangeCommand)open()close()change()...:void:void:voidAbstractCommand+execute()...:voidTVOpenCommand-tv:Television++TVOpenCommand()execute()...:voidTelevision+++open()close()changeChannel()...:void:void:voidtv.open();TVCloseCommand-tv:Television++TVCloseCommand()execute()...:voidTVChangeCommand-tv:Television++TVChangeCommand()execute()...:voidtv.close();tv.changeChannel();命令模式命令模式实例与解析实例一：电视机遥控器•参考代码(Chapter18Command\sample01)演示……命令模式命令模式实例与解析实例二：功能键设置•为了用户使用方便，某系统提供了一系列功能键，用户可以自定义功能键的功能，如功能键FunctionButton可以用于退出系统(SystemExitClass)，也可以用于打开帮助界面(DisplayHelpClass)。用户可以通过修改配置文件来改变功能键的用途，现使用命令模式来设计该系统，使得功能键类与功能类之间解耦，相同的功能键可以对应不同的功能。命令模式命令模式实例与解析实例二：功能键设置FunctionButton-command:Command++setCommand(Commandcommand)click()...:void:voidCommand+execute()...:voidExitCommand-seObj:SystemExitClass+execute()...:voidSystemExitClass+exit()...:voidseObj.exit();HelpCommand-hcObj:DisplayHelpClass+execute()...:voidDisplayHelpClass+display()...:voidhcObj.display();命令模式模式优缺点命令模式的优点•降低系统的耦合度。•新的命令可以很容易地加入到系统中。•可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令（组合命令）。•可以方便地实现对请求的Undo和Redo。命令模式模式优缺点命令模式的缺点•使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类，因此某些系统可能需要大量具体命令类，这将影响命令模式的使用。命令模式模式适用环境在以下情况下可以使用命令模式：•系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。•系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。•系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。•系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。命令模式模式应用(1)Java语言使用命令模式实现AWT/SwingGUI的委派事件模型(DelegationEventModel,DEM)。•在AWT/Swing中，Frame、Button等界面组件是请求发送者，而AWT提供的事件监听器接口和事件适配器类是抽象命令接口，用户可以自己写抽象命令接口的子类来实现事件处理，即实现具体命令类，而在具体命令类中可以调用业务处理方法来实现该事件的处理。对于界面组件而言，只需要了解命令接口即可，无须关心接口的实现，组件类并不关心实际操作，而操作由用户来实现。命令模式模式应用(2)很多系统都提供了宏命令功能，如UNIX平台下的Shell编程，可以将多条命令封装在一个命令对象中，只需要一条简单的命令即可执行一个命令序列，这也是命令模式的应用实例之一。命令模式模式扩展撤销操作的实现CalculatorForm-command:AbstractCommand+++setCommand(AbstractCommandcommand)compute(intvalue)undo()...:void:void:voidAbstractCommand++execute(intvalue)undo()...:int:intAddCommand-adder:Adder++execute(intvalue)undo()...:int:intAdder+add(intvalue)...:int命令模式模式扩展撤销操作的实现•参考代码(Chapter18Command\UndoDemo)演示……命令模式模式扩展宏命令又称为组合命令，它是命令模式和组合模式联用的产物。宏命令也是一个具体命令，不过它包含了对其他命令对象的引用，在调用宏命令的execute()方法时，将递归调用它所包含的每个成员命令的execute()方法，一个宏命令的成员对象可以是简单命令，还可以继续是宏命令。执行一个宏命令将执行多个具体命令，从而实现对命令的批处理。命令模式模式扩展宏命令1*InvokerCommand++++addCommand(Commandcommand)removeCommand(Commandcommand)getCommand(inti)execute()...ConcreteCommandA+execute()...ReceiverA+action()...CompositeCommand-commands:ArrayList++++addCommand(Commandcommand)removeCommand(Commandcommand)getCommand(inti)execute()...for(Commandcommand:commands){command.execute();}ConcreteCommandB+execute()...ReceiverB+action()...本章小结在命令模式中，将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作模式或事务模式。命令模式包含四个角色：抽象命令类中声明了用于执行请求的execute()等方法，通过这些方法可以调用请求接收者的相关操作；具体命令类是抽象命令类的子类，实现了在抽象命令类中声明的方法，它对应具体的接收者对象，将接收者对象的动作绑定其中；调用者即请求的发送者，又称为请求者，它通过命令对象来执行请求；接收者执行与请求相关的操作，它具体实现对请求的业务处理。本章小结命令模式的本质是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。命令模式的主要优点在于降低系统的耦合度，增加新的命令很方便，而且可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令，并方便地实现对请求的撤销和恢复；其主要缺点在于可能会导致某些系统有过多的具体命令类。命