命令模式详解：概念、Java实现及优缺点

命令模式是软件设计模式中的一个重要概念，它属于行为设计模式，主要目的是将请求封装到对象中，以便于参数化、排队并延迟执行。该模式的核心在于通过`Command`对象将发送请求与接收请求的操作解耦，这样发送者无需关心接收者的具体实现细节。 在命令模式中，有以下几个关键角色： 1. **抽象命令（Abstract Command）**：这是一个接口或抽象类，定义了一个`execute()`方法，所有具体命令类都必须实现这个方法。这是命令模式的基石，它封装了请求的逻辑。 2. **具体命令（Concrete Command）**：这些是实现了抽象命令接口的类，每个具体命令对应接收者的一个特定操作。它们包含了执行逻辑（execute()方法）和可能的撤销逻辑（undo()方法）。 3. **接收者（Receiver）**：接收者类包含实际执行请求的操作。在命令模式中，接收者并不直接与发送者交互，而是通过命令对象间接调用。 4. **调用者（Invoker）或命令队列**：这个角色维护了一个命令列表，并通过`execute()`方法对命令进行执行。它可以是一个具体的对象，也可以是一个策略，如事件驱动系统中的事件处理器。 命令模式的优点包括： - **解耦**：通过命令对象，发送者和接收者之间的依赖被隐藏，使得两者可以独立演化。 - **可扩展性**：新命令和接收器的添加不会影响现有代码，提高了系统的灵活性。 - **可撤销和重做**：每个命令都有对应的撤销操作，便于实现撤销历史记录和事务管理。 - **易于日志和事务处理**：命令模式提供了一种记录操作和回滚的机制。 然而，它也存在一些缺点： - **类数量增加**：为了支持多种操作，可能需要创建多个命令类，这可能导致类库膨胀。 - **复杂性**：引入额外的抽象层次会增加系统的复杂性。 命令模式适用于以下场景： - 参数化请求，例如在游戏中的菜单操作，用户可以选择执行哪个操作。 - 支持撤销、重做功能，如文字编辑器的撤销和恢复功能。 - 需要记录操作历史或进行事务管理的系统。 下面是一个简单的Java实现示例： ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; // 抽象命令接口 interface Command { void execute(); } // 具体命令1 class ConcreteCommand1 implements Command { private Receiver receiver; public ConcreteCommand1(Receiver receiver) { this.receiver = receiver; } @Override public void execute() { receiver.operation1(); } // 可选的撤销操作 public void undo() { receiver.undoOperation1(); } } // 接收者类 class Receiver { public void operation1() { ... } public void undoOperation1() { ... } } // 调用者类 class Invoker { private List<Command> commandList = new ArrayList<>(); public void addCommand(Command cmd) { commandList.add(cmd); } public void executeAll() { for (Command cmd : commandList) { cmd.execute(); } } } ``` 这个例子展示了如何创建一个简单的命令模式结构，当需要执行操作时，调用者通过`addCommand()`添加命令到列表，然后通过`executeAll()`一次性执行所有命令。这种模式提供了很好的灵活性和扩展性，同时保持了系统的清晰性和可维护性。