设计模式--命令模式

一、问题的产生
如果我们想设计一个遥控器

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而需要遥控的电器，各自都有不同的类

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如果把遥控器和操作电器的类捆绑在一起，如果新增电器或已有电器新增方法的话，都会改动现有的设计，明显不是一个好的设计，所以需要把“动作的请求者”（遥控器）和“动作的执行者”（电器）进行解耦。例如可以把请求（打开电灯）封装成一个特定对象（客厅电灯对象），当遥控器按钮被按下时，请客厅电灯去做相关的工作，而遥控器是不需要知道工作内容是什么的，这样遥控器就和电器解耦了。

二、简化问题
餐厅是如何工作的呢？

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细化一下

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这样可以看出餐厅的工作也是一个命令模式的例子，不同的客户创建不同的订单createOrder()，女招待拿到订单takeOrder()，把它交给厨师，也就是给厨师下了个命令orderUp()，要做菜了。所以女招待和厨师之间是解耦的，女招待的订单封装了餐点的细节，她只要调用每个订单的方法即可，而厨师看了订单就知道该做什么菜，厨师和女招待之间不需要直接沟通。
把上面的餐厅流程图改成命令模式
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把餐厅的工作过程用代码表现一下吧
1、实现命令接口
首先，让所有的命令对象实现相同的包含一个方法的接口，就是orderUp()（让厨师开始做菜），一般惯用的名称为execute()

public interface Command {
  public void execute();
}

2、实现做菜的命令

//这是一个命令，所以需要实现Command接口
public class CookCommand implements Command {
  Beef beef;
  //构造器被传入了牛肉，以便让这个命令控制，然后记录在实例变量中
  //一旦调用execute()，就有这个beef称为接受者，负责接受请求
  public CookCommand (Beef beef) {
    this.beef = beef;
  }
  //这个execute()方法调用接收对象（beef）的cook()方法
  public void execute() {
    beef.cook();
  }
}

3、使用命令对象

//女招待持有这个命令，这个命令控制着厨师
public class Waitress {
  Command chef;
  //用于设置女招待控制的命令
  public void setCommand(Command command) {
    chef = command;
  }
  //当女招待把订单放到厨师窗口时，就调用这个方法
  public void startCook() {
    chef.execute();
  }
}

4、测试一下

//命令模式的客户
public class Custom {
  public static void main(String[] args) {
    //女招待就是调用者，会传入一个命令对象，用于发出请求
    Waitress waitress = new Waitress();
    //创建了一块牛肉，也就是请求的接受者
    Beef beef = new Beef();
    //创建一个命令，将接收者传给它
    CookCommand cook = new CookCommand(beef);
    //把命令传给调用者
    waitress.setCommand(cook);
    //请求做菜
    waitress.startCook();
  }
}

三、命令模式
1、定义
命令模式将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象，命令模式也支持可撤销的操作。
也就是说一个命令对象通过在特定接受者上绑定一组动作来封装一个请求，要达到这一点，命令对象必须将动作和接收者都包进对象中，而对象只暴露出一个execute()方法，当此方法被调用时，接收者就会进行这些动作。从外部看，其他对象不知道是哪个接收者进行了什么动作，只知道如果调用了execute()方法，就可以发送请求。
2、类图

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四、完成遥控器的设计
将遥控器的每个插槽，对应一个命令，这样遥控器就成为调用者，按下按钮是，相应命令的对象的execute()方法就会被调用，也就是接收者（电灯，电扇，音响等）的动作被调用。

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1、实现遥控器

public class RemoteControl {
  //要处理多个电器的命令，使用数组进行记录
  Command[] onCommands;
  //初始化开数组
  public RemoteControl() {
    onCommands = new Command[7];
    Command noCommand = new NoCommand();
    for(int i = 0; i < 7; i++) {
        onCommands[i] = noCommand();
    }
  }
  //命令设置需要3个参数--按钮位置，开命令
  public void setCommand(int slot, Command onCommand) {
    onCommands[slot] = onCommand;
  }
  //当按下开按钮时，就会调用相应的方法
  public void onButtonWasPushed(int slot) {
    onCommands[slot].execute();
  }
}

2、实现命令(打开音响)

pubic class StereoOnWithCDCommand implements Command {
  Stereo stereo;
  public StereoOnWithCDCommand (Stereo stereo) {
    this.stereo= stereo;
  }
  public void execute() {
    stereo.on();
    stereo.setCD();
    stereo.setVolume(11);
  }
}

3、测试一下

public class RemoteLoader {
  public static void main(String[] args) {
    RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
    //创建装置在合适的位置上
    Light livingRoomLight = new Light(“Living Room”);
    Stereo stereo = new Stereo(“Living Room”);
    ...
    //创建音响的命令
    StereoOnWithCDCommand stereoOnWithCD = new StereoOnWithCDCommand(stereo);
    ...
    //把命令加载到遥控器中
    remoteControl.setCommand(0, stereoOnWithCD);
    ...
    //按下按钮
    remoteControl.onButtonWasPushed(0);
    ...
  }
}

遥控器的类图

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五、命令模式的其他用途
1、撤销操作
使用一个堆栈记录操作过程的每一个命令，当按下撤销按钮时，从堆栈中取出最上层的命令，调用他的撤销方法。
2、队列请求（日常安排，线程池，工作队列）
一个工作队列，在一端添加命令，另一端是线程，线程从队列中取出一个命令，调用她的execute()方法，等这个调用完成后，将此命令丢弃，再取出下一个命令。工作队列类和进行计算的对象之间是完全解耦的，此刻线程可能在进行财务运算，下一刻却在读取网络数据，工作队列对象不关心在做什么，只是取出命令对象，然后调用它的execute()方法。Android中的Runnable，Thread就是命令模式
3、日志请求
一些应用需要将所有的动作都记录在日志中，并能在系统死机后，重新调用这些动作恢复到之前的状态，新增store()，load()方法，命令模式就能支持了。当执行命令时，将历史记录存储在磁盘中，一旦系统死机，就可以将命令对象重新加载，并成批的调用这些对象的execute()方法。