设计模式之命令模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。命令模式将一个请求封装为一个对象，从而使你可以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。

命令模式结构示意图:

一、命令模式的介绍

意图

将请求封装为一个对象，允许用户使用不同的请求对客户端进行参数化。

主要解决的问题

解决在软件系统中请求者和执行者之间的紧耦合问题，特别是在需要对行为进行记录、撤销/重做或事务处理等场景。

使用场景

当需要对行为进行记录、撤销/重做或事务处理时，使用命令模式来解耦请求者和执行者。

实现方式

1. 定义命令接口：所有命令必须实现的接口。

2. 创建具体命令：实现命令接口的具体类，包含执行请求的方法。

3. 调用者：持有命令对象并触发命令的执行。

4. 接收者：实际执行命令的对象。

关键代码

1. 接收者（Receiver）：执行命令的实际对象。

2. 命令（Command）：定义执行命令的接口。

3. 调用者（Invoker）：使用命令对象的入口点。

结构

主要涉及到以下几个核心角色：

1. 命令（Command）:

定义了执行操作的接口，通常包含一个 execute 方法，用于调用具体的操作。

1. 具体命令（ConcreteCommand）:

实现了命令接口，负责执行具体的操作。它通常包含了对接收者的引用，通过调用接收者的方法来完成请求的处理。

1. 接收者（Receiver）:

知道如何执行与请求相关的操作，实际执行命令的对象。

1. 调用者/请求者（Invoker）:

发送命令的对象，它包含了一个命令对象并能触发命令的执行。调用者并不直接处理请求，而是通过将请求传递给命令对象来实现。

1. 客户端（Client）:

创建具体命令对象并设置其接收者，将命令对象交给调用者执行。

应用实例

Struts 1：ActionServlet作为Invoker，模型层的类作为具体的Command。

二、命令模式的优缺点

优点

1. 降低耦合度：请求者和执行者之间的耦合度降低。

2. 易于扩展：新命令可以很容易地添加到系统中。

缺点

1. 过多命令类：系统可能会有过多的具体命令类，增加系统的复杂度。

三、命令模式的使用建议

1. 在GUI中，每个按钮或菜单项可以视为一条命令。

2. 在需要模拟命令行操作的场景中使用命令模式。

3. 如果系统需要支持命令的撤销（Undo）和恢复（Redo）操作，命令模式是一个合适的选择。

四、命令模式的实现

我们首先创建作为命令的接口 Order，然后创建作为请求的 Stock 类。实体命令类 BuyStock 和 SellStock，实现了 Order 接口，将执行实际的命令处理。创建作为调用对象的类 Broker，它接受订单并能下订单。

Broker 对象使用命令模式，基于命令的类型确定哪个对象执行哪个命令。CommandPatternDemo 类使用 Broker 类来演示命令模式。

1. 步骤 1：创建一个命令接口。

Order.java

public interface Order {
   void execute();
}

1. 步骤 2：创建一个请求类。

Stock.java

public class Stock {
   
   private String name = "ABC";
   private int quantity = 10;
 
   public void buy(){
      System.out.println("Stock [ Name: "+name+", 
         Quantity: " + quantity +" ] bought");
   }
   public void sell(){
      System.out.println("Stock [ Name: "+name+", 
         Quantity: " + quantity +" ] sold");
   }
}

1. 步骤 3：创建实现了 Order 接口的实体类。

BuyStock.java

public class BuyStock implements Order {
   private Stock abcStock;
 
   public BuyStock(Stock abcStock){
      this.abcStock = abcStock;
   }
 
   public void execute() {
      abcStock.buy();
   }
}

SellStock.java

public class SellStock implements Order {
   private Stock abcStock;
 
   public SellStock(Stock abcStock){
      this.abcStock = abcStock;
   }
 
   public void execute() {
      abcStock.sell();
   }
}

1. 步骤 4：创建命令调用类。

Broker.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Broker {
   private List<Order> orderList = new ArrayList<Order>(); 
 
   public void takeOrder(Order order){
      orderList.add(order);      
   }
 
   public void placeOrders(){
      for (Order order : orderList) {
         order.execute();
      }
      orderList.clear();
   }
}

1. 步骤 5：使用 Broker 类来接受并执行命令。

CommandPatternDemo.java

public class CommandPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Stock abcStock = new Stock();
 
      BuyStock buyStockOrder = new BuyStock(abcStock);
      SellStock sellStockOrder = new SellStock(abcStock);
 
      Broker broker = new Broker();
      broker.takeOrder(buyStockOrder);
      broker.takeOrder(sellStockOrder);
 
      broker.placeOrders();
   }
}

1. 步骤 6：执行程序，输出结果：

Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] bought
Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] sold

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