命令模式(head first 设计模式5)
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:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MM mm = new MM();
//想吃热菜
mm.SetOrder(new ReCaiOrder());
//mm还需要把菜单拿到厨师那里哦
mm.OnOrder();
//想吃凉菜
mm.SetOrder(new LiangCaiOrder());
mm.OnOrder();
Console.ReadKey();
}
} /// <summary>
/// 订单
/// </summary>
interface IOrder
{
void Excute();
} /// <summary>
/// 凉菜做法
/// </summary>
class LiangCaiChuShi
{
public void MakeCook()
{
Console.WriteLine("凉菜~!!!");
}
}
/// <summary>
/// 凉菜订单
/// </summary>
class LiangCaiOrder:IOrder
{
LiangCaiChuShi chushi=new LiangCaiChuShi();
public void Excute()
{
chushi.MakeCook();
}
}
/// <summary>
/// 热菜做法
/// </summary>
class ReCaiChuShi
{
public void Cook()
{
Console.WriteLine("热菜!!");
}
} /// <summary>
/// 热菜订单
/// </summary>
class ReCaiOrder : IOrder
{
ReCaiChuShi chushi=new ReCaiChuShi();
public void Excute()
{
chushi.Cook();
}
}
class MM
{
IOrder order;
public void SetOrder(IOrder order)
{
this.order = order;
}
public void OnOrder()
{
order.Excute();
}
}
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:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks; namespace RemoteControl
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//家中的电器
Fan fan=new Fan();
Light light=new Light();
Heater heater=new Heater(); //电器分别对应的命令
FanOffCommand fanOffCommand=new FanOffCommand(fan);
FanOnCommand fanOnCommand=new FanOnCommand(fan);
LightOnCommand lightOnCommand=new LightOnCommand(light);
LightOffCommand lightOffCommand=new LightOffCommand(light);
HeaterOnCommand heaterOnCommand=new HeaterOnCommand(heater);
HeaterOffCommand heaterOffCommand=new HeaterOffCommand(heater);
RemoteControl remoteControl = new RemoteControl(); //设置遥控器
remoteControl.SetCommand(, fanOnCommand, fanOffCommand);
remoteControl.SetCommand(, lightOnCommand, lightOffCommand);
remoteControl.SetCommand(, heaterOnCommand, heaterOffCommand);
//分别测试遥控器的命令
remoteControl.OnButtonWasPress();
remoteControl.OffButtonWasPress();
remoteControl.OnButtonWasPress();
remoteControl.OffButtonWasPress();
Console.ReadKey();
}
} /// <summary>
/// 风扇类
/// </summary>
public class Fan
{
public void FanOn()
{
Console.WriteLine("风扇开了");
}
public void FanOff()
{
Console.WriteLine("风扇关了");
}
}
/// <summary>
/// 灯类
/// </summary>
public class Light
{
public void LightOn()
{
Console.WriteLine("灯亮了");
}
public void LightOff()
{
Console.WriteLine("灯灭了");
}
}
/// <summary>
/// 热水器类
/// </summary>
public class Heater
{
public void HeaterOn()
{
Console.WriteLine("加热中");
}
public void HeaterOff()
{
Console.WriteLine("停止加热");
}
} /// <summary>
/// 命令接口
/// </summary>
public interface ICommand
{
void Excute();
} public class FanOnCommand : ICommand
{
Fan fan;
public FanOnCommand(Fan fan)
{
this.fan = fan;
}
public void Excute()
{
this.fan.FanOn();
}
} public class FanOffCommand : ICommand
{
Fan fan;
public FanOffCommand(Fan fan)
{
this.fan = fan;
}
public void Excute()
{
this.fan.FanOff();
}
} public class LightOnCommand : ICommand
{
Light light;
public LightOnCommand(Light light)
{
this.light = light;
}
public void Excute()
{
light.LightOn();
} } public class LightOffCommand : ICommand
{
Light light;
public LightOffCommand(Light light)
{
this.light = light;
}
public void Excute()
{
this.light.LightOff();
}
} public class HeaterOnCommand : ICommand
{
Heater heater;
public HeaterOnCommand(Heater heater)
{
this.heater = heater;
}
public void Excute()
{
this.heater.HeaterOn();
}
} public class HeaterOffCommand : ICommand
{
Heater heater;
public HeaterOffCommand(Heater heater)
{
this.heater = heater;
}
public void Excute()
{
this.heater.HeaterOff();
}
} public class NoCommand : ICommand
{
public void Excute()
{ }
} public class RemoteControl
{
private ICommand[] onCommands;
private ICommand[] offCommands;
public RemoteControl()
{
ICommand noCommand=new NoCommand();
onCommands = new ICommand[];
offCommands = new ICommand[];
for (int i = ; i < ; i++)
{
onCommands[i] = noCommand;
offCommands[i] = noCommand;
}
} public void SetCommand(int slot, ICommand onCommand, ICommand offCommand)
{
onCommands[slot] = onCommand;
offCommands[slot] = offCommand;
}
public void OnButtonWasPress(int slot)
{
onCommands[slot].Excute();
}
public void OffButtonWasPress(int slot)
{
offCommands[slot].Excute();
} }
}
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。
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