1. 什么是命令模式？

命令模式是一種行為型設計模式，它將請求（命令）封裝為一個對象，從而使你可以使用不同的請求參數化客戶端，隊列或記錄請求日志，以及支持可撤銷的操作。

簡單來說，命令模式就是將"請求"轉化為一個對象，這個對象可以被存儲、傳遞、調用，而且可以在不同的時間點被請求調用，即使發送請求的對象已經不存在。

2. 為什么需要命令模式？

在以下情況下，命令模式特別有用：

1. 需要參數化操作：當你需要根據運行時確定的請求參數來執行操作時
2. 需要將操作放入隊列：當操作需要排隊執行，或者在不同時間執行時
3. 需要支持撤銷/重做功能：當系統需要支持操作的撤銷和重做功能時
4. 需要支持事務：當操作需要作為一個事務執行，要么全部完成，要么全部不做
5. 需要將發送者與接收者解耦：當請求發送者不需要知道請求如何被處理以及由誰處理時

3. 命令模式的核心概念

命令模式涉及以下幾個核心角色：

1. 命令（Command）：

   • 聲明執行操作的接口
   • 通常只有一個執行方法（如execute()）

2. 具體命令（Concrete Command）：

   • 實現命令接口
   • 通常持有接收者的引用
   • 調用接收者的相關操作來完成命令的執行

3. 接收者（Receiver）：

   • 知道如何實施與命令相關的操作
   • 任何類都可以作為接收者

4. 調用者（Invoker）：

   • 要求命令對象執行請求
   • 不知道命令是如何執行的，也不知道具體的接收者是誰

5. 客戶端（Client）：

   • 創建具體的命令對象并設置它的接收者
   • 將命令對象交給調用者

4. 命令模式的結構

命令模式的UML類圖如下：

+----------------+       +----------------+
|    Invoker     |------>|    Command     |
+----------------+       +----------------+| execute()      |+----------------+↑|+----------------+|ConcreteCommand |+----------------+| execute()      |+----------------+||v+----------------+|    Receiver    |+----------------+| action()       |+----------------+

5. 命令模式的基本實現

5.1 簡單的燈光控制示例

下面是一個簡單的燈光控制示例，展示了命令模式的基本實現。

首先，定義命令接口：

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

然后，定義接收者類（燈）：

// 接收者類
public class Light {private String location;public Light(String location) {this.location = location;}public void turnOn() {System.out.println(location + " 燈已打開");}public void turnOff() {System.out.println(location + " 燈已關閉");}
}

接著，定義具體命令類：

// 打開燈的命令
public class LightOnCommand implements Command {private Light light;public LightOnCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.turnOn();}
}// 關閉燈的命令
public class LightOffCommand implements Command {private Light light;public LightOffCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.turnOff();}
}

然后，定義調用者類（遠程控制器）：

// 調用者類
public class RemoteControl {private Command command;public void setCommand(Command command) {this.command = command;}public void pressButton() {command.execute();}
}

最后，客戶端代碼：

public class CommandPatternDemo {public static void main(String[] args) {// 創建接收者Light livingRoomLight = new Light("客廳");Light kitchenLight = new Light("廚房");// 創建具體命令Command livingRoomLightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight);Command livingRoomLightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight);Command kitchenLightOn = new LightOnCommand(kitchenLight);Command kitchenLightOff = new LightOffCommand(kitchenLight);// 創建調用者RemoteControl remote = new RemoteControl();// 使用遠程控制器打開客廳燈remote.setCommand(livingRoomLightOn);remote.pressButton();// 使用遠程控制器關閉客廳燈remote.setCommand(livingRoomLightOff);remote.pressButton();// 使用遠程控制器打開廚房燈remote.setCommand(kitchenLightOn);remote.pressButton();// 使用遠程控制器關閉廚房燈remote.setCommand(kitchenLightOff);remote.pressButton();}
}

輸出結果：

客廳 燈已打開
客廳 燈已關閉
廚房 燈已打開
廚房 燈已關閉

5.2 家電控制示例

我們可以擴展上面的例子，添加更多種類的家電控制：

// 音響系統接收者
public class StereoSystem {private String location;public StereoSystem(String location) {this.location = location;}public void on() {System.out.println(location + " 音響已打開");}public void off() {System.out.println(location + " 音響已關閉");}public void setCD() {System.out.println(location + " 音響已設置為CD播放模式");}public void setVolume(int volume) {System.out.println(location + " 音響音量已設置為 " + volume);}
}// 電風扇接收者
public class Fan {private String location;public Fan(String location) {this.location = location;}public void on() {System.out.println(location + " 電風扇已打開");}public void off() {System.out.println(location + " 電風扇已關閉");}public void setHigh() {System.out.println(location + " 電風扇已設置為高速");}public void setMedium() {System.out.println(location + " 電風扇已設置為中速");}public void setLow() {System.out.println(location + " 電風扇已設置為低速");}
}

然后，為這些家電創建對應的命令：

// 打開音響的命令
public class StereoOnWithCDCommand implements Command {private StereoSystem stereo;public StereoOnWithCDCommand(StereoSystem stereo) {this.stereo = stereo;}@Overridepublic void execute() {stereo.on();stereo.setCD();stereo.setVolume(11);}
}// 關閉音響的命令
public class StereoOffCommand implements Command {private StereoSystem stereo;public StereoOffCommand(StereoSystem stereo) {this.stereo = stereo;}@Overridepublic void execute() {stereo.off();}
}// 打開風扇并設置高速的命令
public class FanHighCommand implements Command {private Fan fan;public FanHighCommand(Fan fan) {this.fan = fan;}@Overridepublic void execute() {fan.on();fan.setHigh();}
}// 關閉風扇的命令
public class FanOffCommand implements Command {private Fan fan;public FanOffCommand(Fan fan) {this.fan = fan;}@Overridepublic void execute() {fan.off();}
}

修改調用者類，支持多個按鈕：

// 多按鈕遙控器
public class MultiButtonRemote {private Command[] onCommands;private Command[] offCommands;public MultiButtonRemote(int slotCount) {onCommands = new Command[slotCount];offCommands = new Command[slotCount];// 初始化所有命令為空命令對象，避免空指針異常Command noCommand = new NoCommand(); // NoCommand是一個空實現for (int i = 0; i < slotCount; i++) {onCommands[i] = noCommand;offCommands[i] = noCommand;}}public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand) {onCommands[slot] = onCommand;offCommands[slot] = offCommand;}public void pressOnButton(int slot) {onCommands[slot].execute();}public void pressOffButton(int slot) {offCommands[slot].execute();}
}// 空命令 - 用于初始化，避免空指針異常
public class NoCommand implements Command {@Overridepublic void execute() {// 什么也不做}
}

客戶端代碼：

public class HomeAutomationDemo {public static void main(String[] args) {// 創建接收者Light livingRoomLight = new Light("客廳");Light kitchenLight = new Light("廚房");StereoSystem stereo = new StereoSystem("客廳");Fan ceilingFan = new Fan("臥室");// 創建具體命令Command livingRoomLightOn = new LightOnCommand(livingRoomLight);Command livingRoomLightOff = new LightOffCommand(livingRoomLight);Command kitchenLightOn = new LightOnCommand(kitchenLight);Command kitchenLightOff = new LightOffCommand(kitchenLight);Command stereoOnWithCD = new StereoOnWithCDCommand(stereo);Command stereoOff = new StereoOffCommand(stereo);Command fanHigh = new FanHighCommand(ceilingFan);Command fanOff = new FanOffCommand(ceilingFan);// 創建多按鈕遙控器MultiButtonRemote remote = new MultiButtonRemote(4);// 設置每個插槽對應的命令remote.setCommand(0, livingRoomLightOn, livingRoomLightOff);remote.setCommand(1, kitchenLightOn, kitchenLightOff);remote.setCommand(2, stereoOnWithCD, stereoOff);remote.setCommand(3, fanHigh, fanOff);// 測試按鈕System.out.println("------ 按下第1個按鈕的開按鈕 --