设计模式之命令模式
Posted xiaolovewei
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了设计模式之命令模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
转载自：https://www.cnblogs.com/lzhp/p/3395320.html
一、命令模式定义
命令大家都不会陌生，那么在开始命令模式之前，可以想象一下生活中的命令模式的特点：
如老板命令你完成一个OA项目是一个命令，接着看看其特点：
1、在上面的命令中，命令的执行者肯定是聪明的你了。具体的执行方法，可能是通过vs实现，或者是通过eclipse实现,由此看来：命令要有个命令的执行者，还要有个命令的执行方法。
2、命令的发出者很明显是老板，老板还有个发出方法，可能是通过电话给你说，也可能给你邮件给你说，也可能是通过开会给你说。所以命令的发出者要有一个命令，还要有个发出的方法。
3、最后看看命令，命令有个名字，命令的肯定要执行。而且命令是在boss给你发出通知后执行的。
接下来看看命令模式的定义：
命令模式：将请求封装成对象，以便使用不同的请求、日志、队列等来参数化其他对象。命令模式也支持撤销操作。
每次讲一个模式时，从定义都不能体会其中的技巧，所以接着我会通过举例子来说明命令模式。
二、命令模式的举例
下面来看看多用遥控器是如何使用命令模式的。
2.1需求
假设某个公司需要设计一个多用功能的遥控器。基本的需求如下：
该遥控器有可以控制风扇，白炽灯，热水器等等的多对开关，而且可能还有其他的电器，暂时不做其功能，但是希望可以保留接口，用的时间可以方便的扩展。
除上面的需求之外，还需要有个按钮，可以撤销上一步的操作。基本功能如下图：
2.2问题
在设计遥控器时，风扇，白炽灯，热水器的开关方法已经定义好，其名字各不相同。不妨设置其方法为如下：
由于各种电器的开关方法都不一样，而且还存在一个待扩展的电器，如果没有学习命名模式之前，我们在设置扩展的开关时，会出现的问题是什么呢？假设现在有电视，冰箱还可能会用到遥控器，那么我们会在最后一个开关上写if else，当然如果哪一天有多了一个大门也加入了我们的遥控的行列，这样我们继续加if else ，很显然随着电器的高速发展，会有多个需要遥控可以控制的。
举个例子，如果我们是需要遥控的客户，现在有一款遥控如果有遥控可以进行扩展，一种是可以扩展指定类型的，像上面的，只能再去扩展电视和冰箱中的一种，偶尔有一天你看到隔壁邻居的门，也可以使用遥控了，所以你去把你的高级遥控器，拿到扩展店时，扩展工程师说了，现在只能扩展电视和冰箱，不支持对大门的遥控扩展.
我们肯定是希望，可以自由的扩展，大门可以使用遥控了，就对大门扩展，车门使用遥控了，就对车门扩展……其实也就是一种松耦合的实现。
2.3分析问题
为了实现松耦合，我们现在来想一下，周末去请朋友吃饭，服务员mm问你吃什么，你说水煮活鱼，然后在菜单上面，写上水煮活鱼。下个星期天想吃花生米啤酒，同样也写在订单上，然后服务员mm把订单拿给厨师。
在上面的例子中，无论你点了什么菜，服务员mm，只需要知道顾客点的什么菜，从而给不同的厨师做(虽然不是直接的，但最终凉菜会给凉菜的师傅做，热菜的会给热菜的厨师做)，然而具体的怎么做是厨师的事情，服务员知道顾客点上面菜，只是为了能正确的交个厨师去做。
其实在这个例子中，也是一个命令模式的例子，不同的订单对应的有不同的厨师，最终订单拿到厨师面前，就是对厨师下了个命令，要做菜了。每订单或者说是每种菜都对应着自己的厨师，所以，客服需要有订单的的引用，订单为了知道调用哪个厨师，需要有厨师引用；两个引用都是使用的组合。从而可以调用多种自己需要对象的方法来实现松耦合。这里记住：客服mm知道顾客点菜的目的是为了让不同的厨师去做。再直接一些就是为了使用不同的命令。
上面的吃饭问题和我们的遥控器问题差不多，都是包含下命令，命令的执行者，以及命令的具体内容。如果还是有些不清楚的话，就用简单的程序模拟一下上面的过程：
1 class Program
2 {
3 static void Main(string[] args)
4 {
5 MM mm = new MM();
6 //想吃热菜
7 mm.SetOrder(new ReCaiOrder());
8 //mm还需要把菜单拿到厨师那里哦
9 mm.OnOrder();
10 //想吃凉菜
11 mm.SetOrder(new LiangCaiOrder());
12 mm.OnOrder();
13 Console.ReadKey();
14 }
15 }
16
17 /// <summary>
18 /// 订单
19 /// </summary>
20 interface IOrder
21 {
22 void Excute();
23 }
24
25 /// <summary>
26 /// 凉菜做法
27 /// </summary>
28 class LiangCaiChuShi
29 {
30 public void MakeCook()
31 {
32 Console.WriteLine("凉菜~！！！");
33 }
34 }
35 /// <summary>
36 /// 凉菜订单
37 /// </summary>
38 class LiangCaiOrder:IOrder
39 {
40 LiangCaiChuShi chushi=new LiangCaiChuShi();
41 public void Excute()
42 {
43 chushi.MakeCook();
44 }
45 }
46 /// <summary>
47 /// 热菜做法
48 /// </summary>
49 class ReCaiChuShi
50 {
51 public void Cook()
52 {
53 Console.WriteLine("热菜！！");
54 }
55 }
56
57 /// <summary>
58 /// 热菜订单
59 /// </summary>
60 class ReCaiOrder : IOrder
61 {
62 ReCaiChuShi chushi=new ReCaiChuShi();
63 public void Excute()
64 {
65 chushi.Cook();
66 }
67 }
68 class MM
69 {
70 IOrder order;
71 public void SetOrder(IOrder order)
72 {
73 this.order = order;
74 }
75 public void OnOrder()
76 {
77 order.Excute();
78 }
79 }
上面的例子中，厨师的做法有可能不同，就像我们遥控器的开关一样，电器的开关方法不一定相同。如果要执行，只需要把这个方法包在命令的激发方法中，然后去调用具体的方法就可以了。
尽管上面的例子有些牵强，但是还是模拟了命令的过程，为我们遥控器的设计提供了思路。
2.4解决问题
回到我们的遥控器问题上面来,我们可以先定义好我们的风扇，白炽灯，热水器。然后定义其分别的开关命令，每个命令都有自己对应的电器引用，而且会在命令的Excute中包装电器的开或者关，最后需要把命令安装到遥控器上面，在遥控器上每个按钮都对应有自己的激发方法，其代码如下：
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Linq;
4 using System.Text;
5 using System.Threading.Tasks;
6
7 namespace RemoteControl
8 {
9 class Program
10 {
11 static void Main(string[] args)
12 {
13 //家中的电器
14 Fan fan=new Fan();
15 Light light=new Light();
16 Heater heater=new Heater();
17
18 //电器分别对应的命令
19 FanOffCommand fanOffCommand=new FanOffCommand(fan);
20 FanOnCommand fanOnCommand=new FanOnCommand(fan);
21 LightOnCommand lightOnCommand=new LightOnCommand(light);
22 LightOffCommand lightOffCommand=new LightOffCommand(light);
23 HeaterOnCommand heaterOnCommand=new HeaterOnCommand(heater);
24 HeaterOffCommand heaterOffCommand=new HeaterOffCommand(heater);
25 RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
26
27 //设置遥控器
28 remoteControl.SetCommand(0, fanOnCommand, fanOffCommand);
29 remoteControl.SetCommand(1, lightOnCommand, lightOffCommand);
30 remoteControl.SetCommand(2, heaterOnCommand, heaterOffCommand);
31 //分别测试遥控器的命令
32 remoteControl.OnButtonWasPress(1);
33 remoteControl.OffButtonWasPress(1);
34 remoteControl.OnButtonWasPress(0);
35 remoteControl.OffButtonWasPress(0);
36 Console.ReadKey();
37 }
38 }
39
40 /// <summary>
41 /// 风扇类
42 /// </summary>
43 public class Fan
44 {
45 public void FanOn()
46 {
47 Console.WriteLine("风扇开了");
48 }
49 public void FanOff()
50 {
51 Console.WriteLine("风扇关了");
52 }
53 }
54 /// <summary>
55 /// 灯类
56 /// </summary>
57 public class Light
58 {
59 public void LightOn()
60 {
61 Console.WriteLine("灯亮了");
62 }
63 public void LightOff()
64 {
65 Console.WriteLine("灯灭了");
66 }
67 }
68 /// <summary>
69 /// 热水器类
70 /// </summary>
71 public class Heater
72 {
73 public void HeaterOn()
74 {
75 Console.WriteLine("加热中");
76 }
77 public void HeaterOff()
78 {
79 Console.WriteLine("停止加热");
80 }
81 }
82
83 /// <summary>
84 /// 命令接口
85 /// </summary>
86 public interface ICommand
87 {
88 void Excute();
89 }
90
91 public class FanOnCommand : ICommand
92 {
93 Fan fan;
94 public FanOnCommand(Fan fan)
95 {
96 this.fan = fan;
97 }
98 public void Excute()
99 {
100 this.fan.FanOn();
101 }
102 }
103
104 public class FanOffCommand : ICommand
105 {
106 Fan fan;
107 public FanOffCommand(Fan fan)
108 {
109 this.fan = fan;
110 }
111 public void Excute()
112 {
113 this.fan.FanOff();
114 }
115 }
116
117 public class LightOnCommand : ICommand
118 {
119 Light light;
120 public LightOnCommand(Light light)
121 {
122 this.light = light;
123 }
124 public void Excute()
125 {
126 light.LightOn();
127 }
128
129 }
130
131 public class LightOffCommand : ICommand
132 {
133 Light light;
134 public LightOffCommand(Light light)
135 {
136 this.light = light;
137 }
138 public void Excute()
139 {
140 this.light.LightOff();
141 }
142 }
143
144 public class HeaterOnCommand : ICommand
145 {
146 Heater heater;
147 public HeaterOnCommand(Heater heater)
148 {
149 this.heater = heater;
150 }
151 public void Excute()
152 {
153 this.heater.HeaterOn();
154 }
155 }
156
157 public class HeaterOffCommand : ICommand
158 {
159 Heater heater;
160 public HeaterOffCommand(Heater heater)
161 {
162 this.heater = heater;
163 }
164 public void Excute()
165 {
166 this.heater.HeaterOff();
167 }
168 }
169
170 public class NoCommand : ICommand
171 {
172 public void Excute()
173 { }
174 }
175
176 public class RemoteControl
177 {
178 private ICommand[] onCommands;
179 private ICommand[] offCommands;
180 public RemoteControl()
181 {
182 ICommand noCommand=new NoCommand();
183 onCommands = new ICommand[4];
184 offCommands = new ICommand[4];
185 for (int i = 0; i < 4; i++)
186 {
187 onCommands[i] = noCommand;
188 offCommands[i] = noCommand;
189 }
190 }
191
192 public void SetCommand(int slot, ICommand onCommand, ICommand offCommand)
193 {
194 onCommands[slot] = onCommand;
195 offCommands[slot] = offCommand;
196 }
197 public void OnButtonWasPress(int slot)
198 {
199 onCommands[slot].Excute();
200 }
201 public void OffButtonWasPress(int slot)
202 {
203 offCommands[slot].Excute();
204 }
205
206 }
207 }
208
这样基本上就实现了我们的现有的三种电器的遥控。需要注意的是，在开始初始化遥控器时，对每个命令初始化成了NoCommand，也就是什么都不执行。在命令的初始化经常使用，同时这也解决了我们的在扩展前什么都不做的难题。看了风扇，白炽灯，热水器的遥控实现，进一步的扩展任何的电器，相信都不是什么难事。但是还有个功能没有实现，就是撤销到上一步的操作，接下来我们就来实现撤销操作。
2.5问题的补充说明
撤销操作就想我们遥控中的返回一样。基本上就是灯亮着，突然按了一下关灯，然后再按一下返回键，灯就亮了。其他的电器同样的道理。下面先看一下灯的撤销原理，命令除了执行外还有一个撤销，所以我们需要先都命令的接口添加一个方法。
/// <summary>
/// 命令接口
/// </summary>
public interface ICommand
{
void Excute();
void Undo();
}
对于开灯需要做的修改如下：
public class LightOnCommand : ICommand
{
Light light;
public LightOnCommand(Light light)
{
this.light = light;
}
public void Excute()
{
light.LightOn();
}
/// <summary>
/// 调用命令的反命令
/// </summary>
public void Undo()
{
light.LightOff();
}
}
其他命令同理，代码会在源码中一并给出。也就是每个命令都有自己的反命令，在Undo方法里面也就是调用反命令的Excute方法。每当按下一个按钮时，就去记录其命令的名称，如果按撤销的话，就执行命名的Undo方法。下面给出主要代码：
public void OnButtonWasPressed(int slot)
{
onCommands[slot].Excute();
backCommand=onCommands[slot];
}
public void OffButtonWasPressed(int slot)
{
offCommands[slot].Excute();
backCommand = offCommands[slot];
}
public void BackButtonWasPressed()
{
backCommand.Undo();
}
以上是对遥控器对命令的撤销，需要注意两点1、通过记住命令执行之前的状态，然后去恢复到原来的状态。2、在每次执行之后要记住执行的那个命令。也即记住命令和记住状态。
除了一次执行一个命令和撤销一个命令，当然还可以一次执行多个命令。下面给出主要代码：
public class MutlipleCommand : ICommand
{
ICommand[] commands;
ICommand[] backCommands;
public MutlipleCommand(ICommand[] commands)
{
this.commands = commands;
backCommands = new ICommand[commands.Length];
}
public void Excute()
{
for (int i = 0; i < commands.Length; i++)
{
commands[i].Excute();
backCommands[i] = commands[i];
}
}
public void Undo()
{
for (int i = 0; i < commands.Length; i++)
{
backCommands[i].Undo();
}
}
}
三、命令模式类图
四、总结
命令模式主要通过中介Command实现了发出命令者和命令的执行者，也即Invoke类和Receiver的松耦合。本文先给出了命令模式的定义，通过吃饭的例子给出了使用命令模式实现遥控器设计思路，最后还提到了撤销命令和一个命令实现多个命令的做法。
以上是关于设计模式之命令模式的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章