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【HeadFirst系列之HeadFirst设计模式】第7天之命令模式：封装请求，轻松实现解耦！

article 2025/2/21 7:20:19

命令模式：封装请求，轻松实现解耦！

大家好！今天我们来聊聊设计模式中的命令模式（Command Pattern）。如果你曾经需要将请求封装成对象，或者希望实现请求的撤销、重做等功能，那么命令模式就是你的不二之选！本文基于《Head First 设计模式》的命令模式章节，通过生动的故事和 Java 代码示例，带你轻松掌握命令模式的精髓。

在这里插入图片描述

1. 命令模式是什么？

命令模式是一种行为型设计模式，它将请求封装成对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，并支持请求的排队、记录日志、撤销等操作。命令模式的核心思想是解耦请求的发送者和接收者，使得系统更加灵活和可扩展。

适用场景

需要将请求封装成对象，以便在不同的上下文中使用。
需要支持请求的撤销、重做、排队等功能。
需要解耦请求的发送者和接收者。

2. 命令模式的实现

故事背景

小明开发了一个智能家居系统，系统中有一个遥控器（RemoteControl）类，用于控制各种家电设备，比如灯（Light）、风扇（Fan）等。每个设备都有不同的操作，比如打开、关闭、调节亮度等。

问题出现

如果直接在遥控器中调用设备的方法，会导致遥控器和设备之间的耦合度过高。此外，如果需要支持撤销操作，代码会变得非常复杂。

解决方案：命令模式

小明决定使用命令模式，将每个操作封装成一个命令对象，从而解耦遥控器和设备。

代码实现

1. 定义命令接口

// 命令接口
interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

2. 实现具体命令

// 具体命令：打开灯
class LightOnCommand implements Command {
    private Light light;

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

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

    @Override
    public void undo() {
        light.off();
    }
}

// 具体命令：关闭灯
class LightOffCommand implements Command {
    private Light light;

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

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

    @Override
    public void undo() {
        light.on();
    }
}

// 具体命令：打开风扇
class FanOnCommand implements Command {
    private Fan fan;

    public FanOnCommand(Fan fan) {
        this.fan = fan;
    }

    @Override
    public void execute() {
        fan.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        fan.off();
    }
}

// 具体命令：关闭风扇
class FanOffCommand implements Command {
    private Fan fan;

    public FanOffCommand(Fan fan) {
        this.fan = fan;
    }

    @Override
    public void execute() {
        fan.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        fan.on();
    }
}

3. 定义设备类

// 灯类
class Light {
    public void on() {
        System.out.println("Light is on");
    }

    public void off() {
        System.out.println("Light is off");
    }
}

// 风扇类
class Fan {
    public void on() {
        System.out.println("Fan is on");
    }

    public void off() {
        System.out.println("Fan is off");
    }
}

4. 实现遥控器

// 遥控器类
class RemoteControl {
    private Command[] onCommands;
    private Command[] offCommands;
    private Command undoCommand;

    public RemoteControl() {
        onCommands = new Command[2];
        offCommands = new Command[2];
        Command noCommand = new NoCommand();
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            onCommands[i] = noCommand;
            offCommands[i] = noCommand;
        }
        undoCommand = noCommand;
    }

    public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand) {
        onCommands[slot] = onCommand;
        offCommands[slot] = offCommand;
    }

    public void onButtonWasPushed(int slot) {
        onCommands[slot].execute();
        undoCommand = onCommands[slot];
    }

    public void offButtonWasPushed(int slot) {
        offCommands[slot].execute();
        undoCommand = offCommands[slot];
    }

    public void undoButtonWasPushed() {
        undoCommand.undo();
    }
}

// 空命令类
class NoCommand implements Command {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("No command assigned");
    }

    @Override
    public void undo() {
        System.out.println("No command assigned");
    }
}

5. 客户端代码

public class SmartHomeApp {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建设备
        Light livingRoomLight = new Light();
        Fan livingRoomFan = new Fan();

        // 创建命令
        Command lightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight);
        Command lightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight);
        Command fanOn = new FanOnCommand(livingRoomFan);
        Command fanOff = new FanOffCommand(livingRoomFan);

        // 创建遥控器
        RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
        remoteControl.setCommand(0, lightOn, lightOff);
        remoteControl.setCommand(1, fanOn, fanOff);

        // 操作遥控器
        remoteControl.onButtonWasPushed(0); // 输出: Light is on
        remoteControl.offButtonWasPushed(0); // 输出: Light is off
        remoteControl.undoButtonWasPushed(); // 输出: Light is on

        remoteControl.onButtonWasPushed(1); // 输出: Fan is on
        remoteControl.offButtonWasPushed(1); // 输出: Fan is off
        remoteControl.undoButtonWasPushed(); // 输出: Fan is on
    }
}