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设计模式-命令模式

ds 2025/5/12 7:05:37

写在前面

Hello，我是易元，这篇文章是我学习设计模式时的笔记和心得体会。如果其中有错误，欢迎大家留言指正！

一、什么是命令模式？

命令模式是行为模式中的一种，通过将请求封装成对象，使开发者可以用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。
类比订外卖的过程：用户（触发者）在APP下单（命令），餐厅收到订单后（接收者）开始制作。平台不需要关心具体由谁做饭，只负责传递订单。

二、命令模式解释

命令模式的核心架构：

命令（Command）
声明执行操作的统一接口，将请求封装为独立对象，使调用者与实现者解耦。
接收者（Receiver）
封装具体业务能力，仅关注领域逻辑实现，不感知调用流程。
具体命令（ConcreteCommand）
持有 Receiver 引用，在 Command 接口方法中通过委托执行 Receiver 的业务方法，可存储请求上下文参数。
触发者（Invoker）
维护命令执行入口（触发命令方法），支持命令的存储和调度（如实现命令队列或历史记录），仅依赖 Command 接口。
客户端（Client）
创建 Receiver 实例，构造 ConcreteCommand 并绑定 Receiver，配置 Invoker 与命令的关联关系。

三、案例实践

以居家控制系统为例，实现对灯光、空调的远程控制。先展示不使用命令模式的实现，再分析其不足。

基础类（接收者）

// 电灯类
public class Light {public void on() { System.out.println("开灯"); }public void off() { System.out.println("关灯"); }
}// 空调类
public class AirConditioner {public void on() { System.out.println("空调开启"); }public void off() { System.out.println("空调关闭"); }
}

硬编码实现

public class HomeController {private Light light;private AirConditioner ac;public HomeController() {light = new Light();ac = new AirConditioner();}// 每新增一个设备，就需要修改 switch-casepublic void executeCommand(String command) {switch (command) {case "LIGHT_ON": light.on(); break;case "AC_ON": ac.on(); break;default: System.out.println("未知命令");}}
}

问题分析：新增设备（如窗帘）时，必须修改 HomeController 的 switch-case 结构。随着功能增加，代码将难以维护，且难以实现组合操作。

命令模式实现

1. 抽象命令类

public interface Command {void execute();  // 执行命令（例如开灯）void undo();     // 撤销命令（例如关灯）
}

2. 具体命令

// 电灯命令
public class LightOnCommand implements Command {private Light light;public LightOnCommand(Light light) { this.light = light; }@Overridepublic void execute() { light.on(); }@Overridepublic void undo() { light.off(); }
}// 空调命令
public class ACOnCommand implements Command {private AirConditioner ac;public ACOnCommand(AirConditioner ac) { this.ac = ac; }@Overridepublic void execute() { ac.on(); }@Overridepublic void undo() { ac.off(); }
}

3. 控制器（触发者）

public class SmartHomeController {// 命令存储private Map<String, Command> commands = new HashMap<>();// 操作历史记录private Stack<Command> history = new Stack<>();// 绑定命令：例如将"开灯"按钮绑定到 LightOnCommandpublic void setCommand(String buttonName, Command command) {commands.put(buttonName, command);}// 执行命令public void executeCommand(String buttonName) {Command cmd = commands.get(buttonName);if (cmd != null) {cmd.execute();history.push(cmd); // 记录历史操作}}// 撤销上一步public void undoLastCommand() {if (!history.isEmpty()) {Command lastCmd = history.pop();lastCmd.undo();}}
}

4. 测试类（客户端）

@Test
public void test() {Light light = new Light();AirConditioner ac = new AirConditioner();SmartHomeController controller = new SmartHomeController();// 绑定命令controller.setCommand("开灯", new LightOnCommand(light));controller.setCommand("开空调", new ACOnCommand(ac));// 执行操作controller.executeCommand("开灯");    // 输出：开灯controller.executeCommand("开空调");  // 输出：空调开启controller.undoLastCommand();        // 输出：空调关闭
}

四、如何新增设备？以窗帘为例

1. 新增窗帘类（接收者）

public class Curtain {public void open() { System.out.println("打开窗帘"); }public void close() { System.out.println("关闭窗帘"); }
}

2. 新增窗帘命令

public class CurtainCommand implements Command {private Curtain curtain;public CurtainCommand(Curtain curtain) { this.curtain = curtain; }@Overridepublic void execute() { curtain.close(); } // 执行：关闭窗帘@Overridepublic void undo() { curtain.open(); }     // 撤销：打开窗帘
}

3. 使用新功能（无需修改控制器）

// 绑定新命令
Curtain curtain = new Curtain();
controller.setCommand("关窗帘", new CurtainCommand(curtain));
controller.executeCommand("关窗帘");  // 输出：关闭窗帘

改进效果：新增设备时，只需添加对应的 Command 类，无需修改控制器代码，且更容易实现组合命令。

五、长话短说

核心思想

将操作抽象为独立对象，通过参数化方式传递请求，解耦调用者与实现者。

适用场景

需要解耦请求发送者与执行者
需支持撤销/重做操作
需实现事务操作（组合命令）
需记录操作历史
需支持任务队列或线程池调度

代码实现步骤

定义 Command 接口，声明执行方法。
创建具体命令类实现接口，并注入 Receiver 对象。
创建 Invoker 类管理命令对象。
客户端初始化顺序：
a. 创建 Receiver
b. 创建 Command 并关联 Receiver
c. 创建 Invoker 并绑定 Command
通过 Invoker 执行命令。