设计模式：命令模式

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

定义

命令模式包括以下主要角色：

• Command：命令接口，声明执行操作的方法。
• ConcreteCommand：具体命令，实现命令接口，定义绑定于接收者的动作。
• Client：客户端，创建一个具体命令对象并设定其接收者。
• Invoker：请求者，负责调用命令对象执行请求。
• Receiver：接收者，执行与请求相关的操作。

应用场景

命令模式适用于以下场景：

• 需要参数化对象根据不同请求执行不同操作时。
• 需要在不同的时间指定、排队和执行请求时。
• 需要支持撤销操作。
• 需要支持日志变化，以及在系统崩溃时恢复这些变化。

示例

以下是一个简单的命令模式实现示例：

// Command接口
public interface Command {
    void execute();
}

// Receiver类
public class Light {
    public void turnOn() {
        System.out.println("The light is on");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println("The light is off");
    }
}

// ConcreteCommand类
public class TurnOnCommand implements Command {
    private Light light;

    public TurnOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.turnOn();
    }
}

public class TurnOffCommand implements Command {
    private Light light;

    public TurnOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.turnOff();
    }
}

// Invoker类
public class RemoteControl {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Light light = new Light();
        Command turnOn = new TurnOnCommand(light);
        Command turnOff = new TurnOffCommand(light);

        RemoteControl remote = new RemoteControl();
        remote.setCommand(turnOn);
        remote.pressButton();

        remote.setCommand(turnOff);
        remote.pressButton();
    }
}

反例

• 如果系统中的命令非常简单，不需要撤销、日志记录等功能，使用命令模式可能会导致不必要的复杂性。
• 如果每个命令只有一个接收者，并且具体的命令操作与接收者的方法一一对应，那么命令模式可能不会带来额外的好处。

原则间的权衡与冲突

命令模式通常遵循开闭原则（对扩展开放，对修改封闭），因为你可以引入新的ConcreteCommand类而不改变现有代码。然而，如果需要添加新的操作和请求，可能需要修改Invoker或Client的代码，这可能与开闭原则冲突。

设计模式的局限性

• 命令模式可能会导致某些系统中类的数量增加，每个操作都需要一个具体的命令类。
• 对于简单的系统，引入命令模式可能会引起过度设计。

总结与建议

命令模式很有用，特别是在需要撤销操作、操作的排队、日志记录或事务功能时。在设计系统时，如果你预见到需要这些功能，那么采用命令模式是合理的。然而，在决定是否使用命令模式时，应该考虑系统的复杂性和可维护性。如果系统简单，且没有可撤销或宏命令的需求，则可以考虑更直接的方法来实现需求，避免不必要的复杂性。