模式动机
在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计，使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活。
命令模式可以对发送者和接收者完全解耦，发送者与接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。这就是命令模式的模式动机。
模式定义
命令模式(Command Pattern)：将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。
命令模式包含如下角色：
- Command: 抽象命令类
- ConcreteCommand: 具体命令类
- Invoker: 调用者
- Receiver: 接收者
- Client:客户类
模式分析
命令模式的本质是对命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。
每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求，要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。
命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。
命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。
命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。
典型的抽象命令类代码：
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public abstract class Command
{
public abstract void execute();
}
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典型的调用者代码：
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public class Invoker
{
private Command command;
public Invoker(Command command)
{
this.command=command;
}
public void setCommand(Command command)
{
this.command=command;
}
//业务方法，用于调用命令类的方法
public void call()
{
command.execute();
}
}
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典型的具体命令类代码：
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public class ConcreteCommand extends Command
{
private Receiver receiver;
public void execute()
{
receiver.action();
}
}
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典型的请求接收者代码：
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public class Receiver
{
public void action()
{
//具体操作
}
}
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命令模式顺序图 ：
模式实例
实例1：电视机遥控器
电视机是请求的接收者，遥控器是请求的发送者，遥控器上有一些按钮，不同的按钮对应电视机的不同操作。抽象命令角色由一个命令接口来扮演，有三个具体的命令类实现了抽象命令接口，这三个具体命令类分别代表三种操作：打开电视机、关闭电视机和切换频道。显然，电视机遥控器就是一个典型的命令模式应用实例。
代码实例：
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public interface AbstractCommand
{
public void execute();
}
public class TVOpenCommand implements AbstractCommand
{
private Television tv;
public TVOpenCommand()
{
tv = new Television();
}
public void execute()
{
tv.open();
}
}
public class TVCloseCommand implements AbstractCommand
{
private Television tv;
public TVCloseCommand()
{
tv = new Television();
}
public void execute()
{
tv.close();
}
}
public class TVChangeCommand implements AbstractCommand
{
private Television tv;
public TVChangeCommand()
{
tv = new Television();
}
public void execute()
{
tv.changeChannel();
}
}
public class Controller
{
private AbstractCommand openCommand, closeCommand, changeCommand;
public Controller(AbstractCommand openCommand,AbstractCommand closeCommand,AbstractCommand changeCommand)
{
this.openCommand=openCommand;
this.closeCommand=closeCommand;
this.changeCommand=changeCommand;
}
public void open()
{
openCommand.execute();
}
public void change()
{
changeCommand.execute();
}
public void close()
{
closeCommand.execute();
}
}
public class Television
{
public void open()
{
System.out.println("打开电视机！");
}
public void close()
{
System.out.println("关闭电视机！");
}
public void changeChannel()
{
System.out.println("切换电视频道！");
}
}
public class Client
{
public static void main(String a[])
{
AbstractCommand openCommand,closeCommand,changeCommand;
openCommand = new TVOpenCommand();
closeCommand = new TVCloseCommand();
changeCommand = new TVChangeCommand();
Controller control = new Controller(openCommand,closeCommand,changeCommand);
control.open();
control.change();
control.close();
}
}
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实例2：功能键设置
为了用户使用方便，某系统提供了一系列功能键，用户可以自定义功能键的功能，如功能键FunctionButton可以用于退出系统(SystemExitClass)，也可以用于打开帮助界面(DisplayHelpClass)。用户可以通过修改配置文件来改变功能键的用途，现使用命令模式来设计该系统，使得功能键类与功能类之间解耦，相同的功能键可以对应不同的功能。
模式优缺点
优点如下：
- 降低系统的耦合度。
- 新的命令可以很容易地加入到系统中。
- 可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令（组合命令）。
- 可以方便地实现对请求的Undo和Redo。
缺点如下：
- 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类，因此某些系统可能需要大量具体命令类，这将影响命令模式的使用。
模式适应环境
在以下情况下可以使用命令模式：
- 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。
- 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
- 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
- 系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
模式应用
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Java语言使用命令模式实现AWT/Swing GUI的委派事件模型 (Delegation Event Model, DEM) 。
在AWT/Swing中，Frame、Button等界面组件是请求发送者，而AWT提供的事件监听器接口和事件适配器类是抽象命令接口，用户可以自己写抽象命令接口的子类来实现事件处理，即实现具体命令类，而在具体命令类中可以调用业务处理方法来实现该事件的处理。对于界面组件而言，只需要了解命令接口即可，无须关心接口的实现，组件类并不关心实际操作，而操作由用户来实现。
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很多系统都提供了宏命令功能，如UNIX平台下的Shell编程，可以将多条命令封装在一个命令对象中，只需要一条简单的命令即可执行一个命令序列，这也是命令模式的应用实例之一。
模式扩展
撤销操作的实现
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abstract class AbstractCommand
{
public abstract int execute(int value);
public abstract int undo();
}
class ConcreteCommand extends AbstractCommand
{
private Adder adder = new Adder();
private int value;
public int execute(int value)
{
this.value=value;
return adder.add(value);
}
public int undo()
{
return adder.add(-value);
}
}
class CalculatorForm
{
private AbstractCommand command;
public void setCommand(AbstractCommand command)
{
this.command=command;
}
public void compute(int value)
{
int i = command.execute(value);
System.out.println("执行运算，运算结果为：" + i);
}
public void undo()
{
int i = command.undo();
System.out.println("执行撤销，运算结果为：" + i);
}
}
class Adder
{
private int num=0;
public int add(int value)
{
num+=value;
return num;
}
}
class Client
{
public static void main(String args[])
{
CalculatorForm form = new CalculatorForm();
ConcreteCommand command = new ConcreteCommand();
form.setCommand(command);
form.compute(10);
form.compute(5);
form.compute(10);
form.undo();
}
}
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宏命令
宏命令又称为组合命令，它是命令模式和组合模式联用的产物。
宏命令也是一个具体命令，不过它包含了对其他命令对象的引用，在调用宏命令的execute()方法时，将递归调用它所包含的每个成员命令的execute()方法，一个宏命令的成员对象可以是简单命令，还可以继续是宏命令。执行一个宏命令将执行多个具体命令，从而实现对命令的批处理。
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