設計模式(十九)----行為型模式之命令模式

|舊市拾荒|發表於2023-03-11

1、概述

日常生活中,我們出去吃飯都會遇到下面的場景。

設計模式(十九)----行為型模式之命令模式

定義:

將一個請求封裝為一個物件,使發出請求的責任和執行請求的責任分割開。這樣兩者之間透過命令物件進行溝通,這樣方便將命令物件進行儲存、傳遞、呼叫、增加與管理。命令是相同的,而顧客服務員廚師這些物件是變化的。

2、結構

命令模式包含以下主要角色:

  • 抽象命令類(Command)角色: 定義命令的介面,宣告執行的方法。

  • 具體命令(Concrete Command)角色:具體的命令,實現命令介面;通常會持有接收者,並呼叫接收者的功能來完成命令要執行的操作。

  • 實現者/接收者(Receiver)角色: 接收者,真正執行命令的物件。任何類都可能成為一個接收者,只要它能夠實現命令要求實現的相應功能。

  • 呼叫者/請求者(Invoker)角色: 要求命令物件執行請求,通常會持有命令物件,可以持有很多的命令物件。這個是客戶端真正觸發命令並要求命令執行相應操作的地方,也就是說相當於使用命令物件的入口。

3、案例實現

將上面的案例用程式碼實現,那我們就需要分析命令模式的角色在該案例中由誰來充當。

服務員: 就是呼叫者角色,由她來發起命令。

資深大廚: 就是接收者角色,真正命令執行的物件。

訂單: 命令中包含訂單。

類圖如下:

設計模式(十九)----行為型模式之命令模式

程式碼如下:

//抽象命令類(Command)
public interface Command {
    void execute();//只需要定義一個統一的執行方法
}
//具體命令(Concrete  Command)角色
public class OrderCommand implements Command {
​
    //持有接受者物件
    private SeniorChef receiver;
    private Order order;
​
    public OrderCommand(SeniorChef receiver, Order order){
        this.receiver = receiver;
        this.order = order;
    }
​
    public void execute()  {
        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的訂單:");
        Set<String> keys = order.getFoodDic().keySet();
        for (String key : keys) {
            receiver.makeFood(order.getFoodDic().get(key),key);
        }
​
        try {
            Thread.sleep(100);//停頓一下 模擬做飯的過程
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
​
​
        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的飯準備完畢!!!");
    }
}
​
public class Order {
    // 餐桌號碼
    private int diningTable;
​
    // 用來儲存餐名並記錄份數
    private Map<String, Integer> foodDic = new HashMap<String, Integer>();
​
    public int getDiningTable() {
        return diningTable;
    }
​
    public void setDiningTable(int diningTable) {
        this.diningTable = diningTable;
    }
​
    public Map<String, Integer> getFoodDic() {
        return foodDic;
    }
​
    public void setFoodDic(String name, int num) {
        foodDic.put(name,num);
    }
}
​
// 資深大廚類 是命令的Receiver
public class SeniorChef {
​
    public void makeFood(int num,String foodName) {
        System.out.println(num + "份" + foodName);
    }
}
​
//服務員類(屬於請求者角色)
public class Waitor {
​
    private ArrayList<Command> commands;//可以持有很多的命令物件
​
    public Waitor() {
        commands = new ArrayList();
    }
    
    public void setCommand(Command cmd){
        commands.add(cmd);
    }
​
    // 發出命令 喊 訂單來了,廚師開始執行
    public void orderUp() {
        System.out.println("美女服務員:叮咚,大廚,新訂單來了.......");
        for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {
            Command cmd = commands.get(i);
            if (cmd != null) {
                cmd.execute();
            }
        }
    }
}
​
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //建立2個order
        Order order1 = new Order();
        order1.setDiningTable(1);
        order1.getFoodDic().put("蕃茄雞蛋麵",1);
        order1.getFoodDic().put("小杯可樂",2);
​
        Order order2 = new Order();
        order2.setDiningTable(2);
        order2.getFoodDic().put("尖椒肉絲蓋飯",1);
        order2.getFoodDic().put("小杯雪碧",1);
​
        //建立接收者
        SeniorChef receiver=new SeniorChef();
        //將訂單和接收者封裝成命令物件
        OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver, order1);
        OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver, order2);
        //建立呼叫者 waitor
        Waitor invoker = new Waitor();
        invoker.setCommand(cmd1);
        invoker.setCommand(cmd2);
​
        //將訂單帶到櫃檯 並向廚師喊 訂單來了
        invoker.orderUp();
    }
}

測試結果

設計模式(十九)----行為型模式之命令模式

4、優缺點

1,優點:

  • 降低系統的耦合度。命令模式能將呼叫操作的物件與實現該操作的物件解耦。

  • 增加或刪除命令非常方便。採用命令模式增加與刪除命令不會影響其他類,它滿足“開閉原則”,對擴充套件比較靈活。

  • 可以實現宏命令。命令模式可以與組合模式結合,將多個命令裝配成一個組合命令,即宏命令。

  • 方便實現 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以與後面介紹的備忘錄模式結合,實現命令的撤銷與恢復。

2,缺點:

  • 使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類,但是不會出現類爆炸的情況

  • 系統結構更加複雜。

5、使用場景

  • 系統需要將請求呼叫者和請求接收者解耦,使得呼叫者和接收者不直接互動。

  • 系統需要在不同的時間指定請求、將請求排隊和執行請求。

  • 系統需要支援命令的撤銷(Undo)操作和恢復(Redo)操作。

6、JDK原始碼解析

Runable是一個典型命令模式,Runnable擔當命令的角色,Thread充當的是呼叫者,start方法就是其執行方法

//命令介面(抽象命令角色)
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
​
//呼叫者
public class Thread implements Runnable {
    private Runnable target;
    
    public synchronized void start() {
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();
​
        group.add(this);
​
        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
            }
        }
    }
    
    private native void start0();
}

會呼叫一個native方法start0(),呼叫系統方法,開啟一個執行緒。而接收者是對程式設計師開放的,可以自己定義接收者。例如:

/**
 * jdk Runnable 命令模式
 *      TurnOffThread : 屬於具體
 */
public class TurnOffThread implements Runnable{
     private Receiver receiver;
    
     public TurnOffThread(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
     }
     public void run() {
        receiver.turnOFF();
     }
}
/**
 * 測試類
 */
public class Demo {
     public static void main(String[] args) {
         Receiver receiver = new Receiver();
         TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver);
         Thread thread = new Thread(turnOffThread);
         thread.start();
     }
}

 

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