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命令

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将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化,对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤销的操作。

命令模式(Command)是指,把请求封装成一个命令,然后执行该命令。

在使用命令模式前,我们先以一个编辑器为例子,看看如何实现简单的编辑操作:

public class TextEditor {
    private StringBuilder buffer = new StringBuilder();

    public void copy() {
        ...
    }

    public void paste() {
        String text = getFromClipBoard();
        add(text);
    }

    public void add(String s) {
        buffer.append(s);
    }

    public void delete() {
        if (buffer.length() > 0) {
            buffer.deleteCharAt(buffer.length() - 1);
        }
    }

    public String getState() {
        return buffer.toString();
    }
}

我们用一个StringBuilder模拟一个文本编辑器,它支持copy()paste()add()delete()等方法。

正常情况,我们像这样调用TextEditor

TextEditor editor = new TextEditor();
editor.add("Command pattern in text editor.\n");
editor.copy();
editor.paste();
System.out.println(editor.getState());

这是直接调用方法,调用方需要了解TextEditor的所有接口信息。

如果改用命令模式,我们就要把调用方发送命令和执行方执行命令分开。怎么分?

解决方案是引入一个Command接口:

public interface Command {
    void execute();
}

调用方创建一个对应的Command,然后执行,并不关心内部是如何具体执行的。

为了支持CopyCommandPasteCommand这两个命令,我们从Command接口派生:

public class CopyCommand implements Command {
    // 持有执行者对象:
    private TextEditor receiver;

    public CopyCommand(TextEditor receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    public void execute() {
        receiver.copy();
    }
}

public class PasteCommand implements Command {
    private TextEditor receiver;

    public PasteCommand(TextEditor receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    public void execute() {
        receiver.paste();
    }
}

最后我们把CommandTextEditor组装一下,客户端这么写:

TextEditor editor = new TextEditor();
editor.add("Command pattern in text editor.\n");
// 执行一个CopyCommand:
Command copy = new CopyCommand(editor);
copy.execute();
editor.add("----\n");
// 执行一个PasteCommand:
Command paste = new PasteCommand(editor);
paste.execute();
System.out.println(editor.getState());

这就是命令模式的结构:

┌──────┐      ┌───────┐
│Client│─ ─ ─>│Command│
└──────┘      └───────┘
                  │  ┌──────────────┐
                  ├─>│ CopyCommand  │
                  │  ├──────────────┤
                  │  │editor.copy() │─ ┐
                  │  └──────────────┘
                  │                    │  ┌────────────┐
                  │  ┌──────────────┐   ─>│ TextEditor │
                  └─>│ PasteCommand │  │  └────────────┘
                     ├──────────────┤
                     │editor.paste()│─ ┘
                     └──────────────┘

有的童鞋会有疑问:搞了一大堆Command,多了好几个类,还不如直接这么写简单:

TextEditor editor = new TextEditor();
editor.add("Command pattern in text editor.\n");
editor.copy();
editor.paste();

实际上,使用命令模式,确实增加了系统的复杂度。如果需求很简单,那么直接调用显然更直观而且更简单。

那么我们还需要命令模式吗?

答案是视需求而定。如果TextEditor复杂到一定程度,并且需要支持Undo、Redo的功能时,就需要使用命令模式,因为我们可以给每个命令增加undo()

public interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

然后把执行的一系列命令用List保存起来,就既能支持Undo,又能支持Redo。这个时候,我们又需要一个Invoker对象,负责执行命令并保存历史命令:

┌─────────────┐
│   Client    │
└─────────────┘
       │

       │
       ▼
┌─────────────┐
│   Invoker   │
├─────────────┤    ┌───────┐
│List commands│─ ─>│Command│
│invoke(c)    │    └───────┘
│undo()       │        │  ┌──────────────┐
└─────────────┘        ├─>│ CopyCommand  │
                       │  ├──────────────┤
                       │  │editor.copy() │─ ┐
                       │  └──────────────┘
                       │                    │  ┌────────────┐
                       │  ┌──────────────┐   ─>│ TextEditor │
                       └─>│ PasteCommand │  │  └────────────┘
                          ├──────────────┤
                          │editor.paste()│─ ┘
                          └──────────────┘

可见,模式带来的设计复杂度的增加是随着需求而增加的,它减少的是系统各组件的耦合度。

练习

给命令模式新增Add和Delete命令并支持Undo、Redo操作。

命令模式练习

小结

命令模式的设计思想是把命令的创建和执行分离,使得调用者无需关心具体的执行过程。

通过封装Command对象,命令模式可以保存已执行的命令,从而支持撤销、重做等操作。


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