设计模式笔记 – 命令模式

命令模式(Command Pattern)是一种数据驱动的设计模式,它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中,并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令。

介绍

  • 意图: 将一个请求封装成一个对象,从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。
  • 主要解决: 在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。
  • 何时使用: 在某些场合,比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理,这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下,如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦?将一组行为抽象为对象,可以实现二者之间的松耦合。
  • 如何解决: 通过调用者调用接受者执行命令,顺序:调用者→命令→接受者。
  • 关键代码: 定义三个角色:1、received 真正的命令执行对象 2、Command 3、invoker 使用命令对象的入口
  • 优点: 1、降低了系统耦合度。 2、新的命令可以很容易添加到系统中去。
  • 缺点: 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。
  • 应用实例: struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个,相当于 Invoker,而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类,相当于具体的 Command。
  • 使用场景: 认为是命令的地方都可以使用命令模式,比如: 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。
  • 注意事项: 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作,也可以考虑使用命令模式,见命令模式的扩展。

示例

我们首先创建作为命令的接口 Order,然后创建作为请求的 Stock 类。实体命令类 BuyStockSellStock,实现了 Order 接口,将执行实际的命令处理。创建作为调用对象的类 Broker,它接受订单并能下订单。

Broker 对象使用命令模式,基于命令的类型确定哪个对象执行哪个命令。CommandPatternDemo,我们的演示类使用 Broker 类来演示命令模式。

Java 实现

创建一个命令接口

public interface Order {
    void execute();
}

创建一个请求类

public class Stock {
    private String name = "ABC";
    private int quantity = 10;
    public void buy() {
        System.out.println("Stock [Name: "+name+", Quantity: "+quantity+"] bought");
    }
    public void sell() {
        System.out.println("Stock [Name: "+name+", Quantity: "+quantity+"] sold");
    }
}

创建实现了Order接口的实体类

public class BuyStock implements Order {
    private Stock abcStock;
    public BuyStock(Stock abcStock) {
        this.abcStock = abcStock;
    }
    public void execute() {
        abcStock.buy();
    }
}
public class SellStock implements Order {
    private Stock abcStock;
    public SellStock(Stock abcStock) {
        this.abcStock = abcStock;
    }
    public void execute() {
        abcStock.sell();
    }
}

创建命令调用类

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Broker {
    private List<Order> orderList = new ArrayList<Order>();
    public void takeOrder(Order order) {
        orderList.add(order);
    }
    public void placeOrders() {
        for (Order order : orderList) {
            order.execute();
        }
        orderList.clear();
    }
}

使用Broker类来接受并执行命令

public class CommandPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Stock abcStock = new Stock();
        BuyStock buyStockOrder = new BuyStock(abcStock);
        SellStock sellStockOrder = new SellStock(abcStock);

        Broker broker = new Broker();
        broker.takeOrder(butStockOrder);
        broker.takeOrder(sellStockOrder);
        broker.placeOrders();
    }
}

Python 实现

import abc

class Order(abc.ABC):
    @abc.abstractmethod
    def execute(self): ...

class Stock(object):
    def __init__(self):
        self.name = "ABC"
        self.quantity = 10

    def buy(self):
        print(f"Stock [Name: {self.name}, Quantity: {self.quantity}] bought")

    def sell(self):
        print(f"Stock [Name: {self.name}, Quantity: {self.quantity}] sold")

class BuyStock(Order):
    def __init__(self, abc_stock):
        self.abc_stock = abc_stock

    def execute(self):
        self.abc_stock.buy()

class SellStock(Order):
    def __init__(self, abc_stock):
        self.abc_stock = abc_stock

    def execute(self):
        self.abc_stock.sell()

class Broker(object):
    def __init__(self):
        self.order_list = []

    def take_order(self, order):
        self.order_list.append(order)

    def place_order(self):
        for order in self.order_list:
            order.execute()
        self.order_list.clear()

if __name__ == "__main__":
    abc_stock = Stock()
    buy_stock_order = BuyStock(abc_stock)
    sell_stock_order = SellStock(abc_stock)

    broker = Broker()
    broker.take_order(buy_stock_order)
    broker.take_order(sell_stock_order)
    broker.place_order()

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