23种设计模式-命令模式

Command模式 命令模式

Intent/目的

将请求封装为对象，从而允许您使用不同的请求为客户端参数化、排队或记录请求，并支持可撤销的操作。

Also Known As

Action,Transaction

Motivation/动机

有时候，需要向对象发出请求，而不知道所请求的操作或接收请求的对象的任何信息。例如，用户界面工具包包括按钮和菜单等对象，以响应用户输入执行请求。但是工具包不能在按钮或菜单中明确实现请求，因为只有使用工具包的应用程序知道应该在哪个对象上执行什么操作。作为工具包设计者，我们无法知道请求的接收者或执行请求的操作。

命令模式使工具包对象能够通过将请求本身转换为对象来向未指定的应用程序对象发出请求。这个对象可以像其他对象一样存储和传递。该模式的关键是一个抽象的 Command 类，它声明了执行操作的接口。在最简单的形式中，该接口包括一个抽象的 Execute 操作。具体的 Command 子类通过将接收者存储为实例变量，并实现 Execute 来调用请求，来指定一个接收者-动作对。接收者具有执行请求所需的知识。

菜单可以很容易地使用命令对象来实现。菜单中的每个选项都是 Menultem 类的一个实例。应用程序类创建这些菜单和它们的菜单项以及其他用户界面。应用程序类还跟踪用户打开的文档对象。

应用程序使用具体的命令子类的实例配置每个 Menultem。当用户选择一个 Menultem 时，Menultem 调用其命令的 Execute 方法，并执行操作。Menultem 不知道它们使用的是 Command 的哪个子类。命令子类存储请求的接收者，并在接收者上调用一个或多个操作。

例如，PasteCommand 支持将剪贴板中的文本粘贴到文档中。PasteCommand 的接收者是在实例化时提供的文档对象。Execute 操作在接收文档上调用 Paste。

OpenCommand 的 Execute 操作不同：它会提示用户输入文档名称，创建相应的文档对象，将文档添加到接收应用程序，并打开文档。

有时候，一个菜单项需要执行一系列的命令。例如，一个用于将页面居中显示为正常大小的菜单项可以由一个 CenterDocumentCommand 对象和一个 NormalSizeCommand 对象构建而成。因为通常会以这种方式串联命令，我们可以定义一个 MacroCommand 类来允许一个菜单项执行任意数量的命令。MacroCommand 是一个具体的 Command 子类，它简单地执行一系列命令。MacroCommand 没有显式的接收者，因为它所串联的命令定义了它们自己的接收者。

在这些例子中，注意到命令模式将调用操作的对象与执行操作的对象解耦。这为我们设计用户界面提供了很大的灵活性。一个应用程序可以通过使菜单和按钮共享同一个具体的命令子类的实例，为一个功能提供菜单和按钮界面。我们可以动态地替换命令，这对于实现上下文敏感的菜单是有用的。我们还可以通过将命令组合成更大的命令来支持命令脚本。所有这些都是可能的，因为发出请求的对象只需要知道如何发出请求；它不需要知道请求将如何被执行。

Applicability/应用场景

1. 将对象通过要执行的操作进行参数化，就像上面的 MenuItem 对象所做的那样。你可以在过程化语言中通过回调函数来表达这种参数化，即在某个地方注册的函数，在以后的某个时刻被调用。命令是回调函数的面向对象替代品。
2. 在不同的时间指定、排队和执行请求。一个命令对象的生命周期可以独立于原始请求。如果请求的接收者可以以与地址空间无关的方式表示，那么可以将请求的命令对象传输到另一个进程，并在那里执行请求
3. 支持撤销。命令的执行操作可以在命令本身中存储用于撤销其效果的状态。命令接口必须添加一个 Unexecute 操作，用于撤销对 Execute 的先前调用的效果。执行过的命令被存储在历史列表中。通过向后和向前遍历此列表分别调用 Unexecute 和 Execute 来实现无限级别的撤销和重做。
4. 支持记录更改，以便在系统崩溃时可以重新应用。通过扩展 Command 接口，增加 load 和 store 操作，你可以保持对更改的持久记录。从崩溃中恢复涉及从磁盘重新加载记录的命令，并使用 Execute 操作重新执行它们。
5. 构建一个基于基本操作的高级操作的系统结构。这样的结构在支持事务的信息系统中很常见。事务封装了一组对数据的更改。命令模式提供了一种建模事务的方式。命令具有一个共同的接口，让你以相同的方式调用所有事务。该模式还使得可以很容易地通过新的事务来扩展系统。

Structure/结构

Participants/角色

• Command
  • 定义一个执行操作的接口.
• ConcreteCommand (PasteCommand, OpenCommand)
  • 绑定具体的动作到接收对象.
  • 实现操作接口，并在关联的接收者上执行对应的操作.
• Client (Application)
  • 创建具体的命令对象，并设置它的接收者
• Invoker (Menultem)
  • 请求命令来执行请求。
• Receiver (Document, Application)
  • 知道如何执行与执行请求相关的操作。任何类都可以作为接收者。

Consequences/总结

1. 命令模式将调用操作的对象与知道如何执行操作的对象解耦。
2. 命令是一级对象。它们可以像任何其他对象一样进行操作和扩展。
3. 你可以将命令组装成一个组合命令。一个例子是前面描述的 MacroCommand 类。一般来说，组合命令是组合模式的一个实例。
4. 添加新的命令很容易，因为你不必更改现有的类。

Related Patterns/相关的模式

组合模式可以被用来实现MacroCommands。
备忘录模式可以保持命令需要撤销其效果的状态。
必须在放置在历史记录列表之前被复制的命令充当原型模式。