設計模式(十四)命令

2023-11-23 12:01:24

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紀錄檔,以及支援可復原的操作。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,在其中宣告了用於執行請求的Execute()方法,通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,它通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,通過這些功能鍵來實現一些快捷操作,例如:「開啟幫助檔案」、「最小化至托盤」、「自動截圖」等。
FBSettingWindow:「功能鍵設定」介面類,充當使用者端

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參照
    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("正在顯示幫助檔案...");
    }
}

Program:使用者端測試類

//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.讀取組態檔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參照,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)通過使用命令模式,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)命令模式為請求的復原(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。