設計模式（十四）命令

冬先生發表於2023-11-23
設計模式

一、定義

將一個請求封裝為一個物件，從而可以用不同的請求對客戶進行引數化，對請求排隊或者記錄請求日誌，以及支援可撤銷的操作。命令模式是一種物件行為型模式，其別名為動作（Action）模式或事物（Transaction）模式。

二、描述

命令模式的本質是對請求進行封裝，一個請求對應一個命令，將發出命令的責任和執行命令的責任分割開，使得請求的一方不必瞭解接收請求的一方的介面，更不必知道請求如何被接收、操作是否被執行、何時被執行，以及是怎麼被執行的。包含以下四個角色：
1、Command（抽象命令類）：抽象命令類一般是一個抽象類或介面，在其中宣告瞭用於執行請求的Execute()方法，透過這些方法可以呼叫請求接收者的相關操作。
2、ConcreteCommand（具體命令類）：具體命令類是抽象命令類的子類，實現了抽象命令類中宣告的方法，它對應具體的接收者物件，將接收者物件的動作繫結其中。具體命令類在實現Execute()方法時，將呼叫接收者物件的相關操作（Action）。
3、Invoker（呼叫者）：呼叫者即請求傳送者，它透過命令物件來執行請求。一個呼叫者不需要在設計時確定其接收者，因此只與抽象命令之間存在關聯關係。在程式執行時可以將一個具體命令物件注入其中，再呼叫具體命令物件的Execute()方法，從而實現簡介呼叫請求接收者的相關命令。
4、Receiver（接收者）：接收者執行與請求相關的操作，具體實現對請求的業務處理。

三、例子

X公司開發人員開發了一個桌面版應用程式，該應用程式為員工提供了一系列自定義功能鍵，透過這些功能鍵來實現一些快捷操作，例如：“開啟幫助文件”、“最小化至托盤”、“自動截圖”等。
FBSettingWindow：“功能鍵設定”介面類，充當客戶端

public class FBSettingWindow
{
    // 視窗標題
    public string Title { get; set; }
    // 所有功能鍵集合
    private IList<FunctionButton> functionButtonList = new List<FunctionButton>();

    public FBSettingWindow(string title)
    {
        this.Title = title;
    }

    public void AddFunctionButton(FunctionButton fb)
    {
        functionButtonList.Add(fb);
    }

    public void RemoveFunctionButton(FunctionButton fb)
    {
        functionButtonList.Remove(fb);
    }

    // 顯示視窗及功能鍵
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine("顯示視窗：{0}", this.Title);
        Console.WriteLine("顯示功能鍵：");

        foreach (var fb in functionButtonList)
        {
            Console.WriteLine(fb.Name);
        }

        Console.WriteLine("------------------------------------------");
    }
}

FunctionButton：請求傳送類，充當呼叫者

public class FunctionButton
{
    // 功能鍵名稱
    public string Name { get; set; }
    // 維持一個抽象命令物件的引用
    private Command command;

    public FunctionButton(string name)
    {
        this.Name = name;
    }

    // 為功能鍵注入命令
    public void SetCommand(Command command)
    {
        this.command = command;
    }

    // 傳送請求的方法
    public void OnClick()
    {
        Console.WriteLine("點選功能鍵：");
        if (command != null)
        {
            command.Execute();
        }
    }
}

Command：抽象命令類

public abstract class Command
{
    public abstract void Execute();
}

HelpCommand、MinimizeCommand：幫助類、最小化類，充當具體命令類

public class HelpCommand : Command
{
    private HelpHandler hander;

    public HelpCommand()
    {
        hander = new HelpHandler();
    }

    // 命令執行方法，將呼叫請求接受者的業務方法
    public override void Execute()
    {
        if (hander != null)
        {
            hander.Display();
        }
    }
}

public class MinimizeCommand : Command
{
    private WindowHandler handler;

    public MinimizeCommand()
    {
        handler = new WindowHandler();
    }

    // 命令執行方法，將呼叫請求接受者的業務方法
    public override void Execute()
    {
        if (handler != null)
        {
            handler.Minimize();
        }
    }
}

WindowHandler、HelpHandler：最小化處理類、幫助處理類，充當接收者

public class WindowHandler
{
    public void Minimize()
    {
        Console.WriteLine("正在最小化視窗至托盤...");
    }
}

public class HelpHandler
{
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine("正在顯示幫助文件...");
    }
}

Program：客戶端測試類

//Step1.模擬顯示功能鍵設定視窗
FBSettingWindow window = new FBSettingWindow("功能鍵設定視窗");

// Step2.假如目前要設定兩個功能鍵
FunctionButton buttonA = new FunctionButton("功能鍵A");
FunctionButton buttonB = new FunctionButton("功能鍵B");

// Step3.讀取配置檔案和反射生成具體命令物件
Command commandA = new HelpCommand();
Command commandB = new MinimizeCommand();

// Step4.將命令注入功能鍵
buttonA.SetCommand(commandA);
buttonB.SetCommand(commandB);

window.AddFunctionButton(buttonA);
window.AddFunctionButton(buttonB);
window.Display();

// Step5.呼叫功能鍵的業務方法
buttonA.OnClick();
buttonB.OnClick();
Console.ReadLine("");

四、總結

1、優點

（1）降低了系統的耦合度，了系統的耦合度。由於請求者與接收者之間不存在直接引用，因此請求者與接收者之間實現了完全解耦，相同的請求者可以對應不同的接收者，同樣，相同的接收者也可以供不同的請求者使用，兩者之間具有良好的獨立性。
（2）透過使用命令模式，新的命令可以很容易地加入到系統中。由於增加新的具體命令類不會影響其他類，所以增加新的具體命令類很容易，無須修改原有系統原始碼，甚至客戶類程式碼，滿足開閉原則的要求。
（3）使用命令模式可以比較容易地設計一個命令佇列或宏命令（組合命令）。
（4）命令模式為請求的撤銷（Undo)和恢復（Redo)操作提供了一種設計和實現方案。

2、缺點

（1）使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類，因為針對每一個對請求接收者的呼叫操作都需要設計一個具體命令，所以在某些系統中可能需要提供大量的具體命令類，這將影響命令模式的使用。

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