03.如何实现一个遥控器-命令模式
作者：互联网
原文地址：03.命令模式
01.策略模式-上篇
02.单件模式
03.命令模式
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【设计模式】03.命令模式_博客园jackson0714.zip
命令模式：将请求封装成对象，这可以让你使用不同的请求，这可以让你使用不同的请求、队列，或者日志请求来参数化其他对象。命令模式也可以支持撤销操作。当需要将发出请求的对象和执行请求的对象解耦的时候，使用命令模式。
在本章，我们将把封装带到一个全新的境界：把方法调用（method invocation） 封装起来。没错，通过封装方法调用，我们可以把运算块包装成形。所以调用此运算的对象不需要关心事情是如何进行的，只要知道如何使用包装成形的方法来完成它就可以。通过封装调用方法调用，也可以做一些很聪明的事情，例如记录日志，或者重复使用这些封装来实现撤销（undo）
实例分析：
让硬件解脱，让我们看看遥控器
有七个插槽需要编程，可以在每个插槽放上不同的装置，然后用按钮控制它。
这七个插槽具备各自的“开”与“关”按钮。
一、简单遥控器
1.实现电灯类
using System;namespace Command
{public class Light
{public void On()
{
Console.WriteLine("Light is On");
}public void Off()
{
Console.WriteLine("Light is Off");
}
}
}View Code
2.实现命令接口
namespace Command
{public interface ICommand
{public void execute();
}
}View Code
3.实现一个打开电灯的命令
namespace Command
{public class LightOnCommand : ICommand
{private Light _light = null; public LightOnCommand(Light light)
{this._light = light;
}public void execute()
{
_light.On();
}
}
}View Code
4.假设我们只有一个遥控器，它只有一个按钮和对应的插槽，可以控制一个装置：
namespace Command
{public class SimpleRemoteControl
{private ICommand _slot;public SimpleRemoteControl()
{
}public void SetCommand(ICommand command)
{
_slot = command;
}public void ButtonWasPressed()
{
_slot.execute();
}
}
}View Code
5.测试上面的简单遥控器，控制电灯的打开
using System;namespace Command
{class Program
{static void Main(string[] args)
{
SimpleRemoteControl remote = new SimpleRemoteControl();
Light light = new Light();
LightOnCommand lightOn = new LightOnCommand(light);
remote.SetCommand(lightOn);
remote.ButtonWasPressed();
Console.ReadKey();
}
}
}View Code
6.实现仓库门类。
using System;namespace Command
{public class GarageDoor
{public void Up()
{ Console.WriteLine("Garage door is Open"); }public void Close()
{ Console.WriteLine("Garage door is Close"); }public void Stop()
{ Console.WriteLine("Garage door is Stop"); }public void LightOn()
{ Console.WriteLine("Garage door light is On"); }public void LightOff()
{ Console.WriteLine("Garage door light is Off"); }
}
}View Code
7.实现打开仓库门的类
namespace Command
{class GarageDoorOpenCommand:ICommand
{private GarageDoor _garageDoor = null;public GarageDoorOpenCommand(GarageDoor garageDoor)
{
_garageDoor = garageDoor;
}public void Execute()
{
_garageDoor.Up();
}
}
}View Code
8.测试打开电灯和打开仓库门的遥控器
using System;namespace Command
{class Program
{static void Main(string[] args)
{
SimpleRemoteControl remote = new SimpleRemoteControl();
Light light = new Light();
LightOnCommand lightOn = new LightOnCommand(light);
GarageDoor garageDoor = new GarageDoor();
GarageDoorOpenCommand garageDoorOpen = new GarageDoorOpenCommand(garageDoor);
remote.SetCommand(lightOn);
remote.ButtonWasPressed();
remote.SetCommand(garageDoorOpen);
remote.ButtonWasPressed();
Console.ReadKey();
}
}
}View Code
测试结果：
二、复杂遥控器
1.实现遥控器
using System.Text;namespace Command
{class RemoteControl
{
ICommand[] onCommands;
ICommand[] offCommands;public RemoteControl()
{
onCommands = new ICommand[7];
offCommands = new ICommand[7];
ICommand noCommand = new NoCommand();for (int i = 0; i < 7; i++)
{
onCommands[i] = noCommand;
offCommands[i] = noCommand;
}
}public void SetCommand(int slot, ICommand onCommand, ICommand offCommand)
{
onCommands[slot] = onCommand;
offCommands[slot] = offCommand;
}public void OnButtonWasPushed(int slot)
{
onCommands[slot].Execute();
}public void OffButtonWasPushed(int slot)
{
offCommands[slot].Execute();
}public string ToString()
{
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.Append("\n-----Remote Control-----\n");for (int i = 0; i < onCommands.Length; i++)
{
stringBuilder.Append("\r\n[slot " + i + "]");
stringBuilder.Append(onCommands[i].GetType());
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(offCommands[i].GetType());
}return stringBuilder.ToString();
}
}
}View Code
2.实现NoCommand类
namespace Command
{class NoCommand:ICommand
{public void Execute()
{
}
}
}View Code
3.实现命令
(1)实现关闭电灯命令
namespace Command
{public class LightOffCommand : ICommand
{private Light _light = null; public LightOffCommand(Light light)
{this._light = light;
} public void Execute()
{
_light.Off();
}
}
}View Code
(2)实现关闭仓库门命令
namespace Command
{class GarageDoorDownCommand:ICommand
{private GarageDoor _garageDoor = null; public GarageDoorDownCommand(GarageDoor garageDoor)
{
_garageDoor = garageDoor;
} public void Execute()
{
_garageDoor.Down();
}
}
}View Code
4.测试复杂遥控器
//02.复杂控制器--------------------------------------Console.WriteLine("\n-----02.复杂控制器-----\n");
RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
remoteControl.SetCommand(0, lightOn, lightOff);
remoteControl.SetCommand(1, garageDoorOpen, garageDoorDown);
Console.WriteLine(remoteControl.ToString());
remoteControl.OnButtonWasPushed(0);
remoteControl.OffButtonWasPushed(0);
remoteControl.OnButtonWasPushed(1);
remoteControl.OffButtonWasPushed(1);View Code
测试结果：
三、实现Undo功能
1.当命令支持撤销时，该命令就必须提供和Execute()方法相反的Undo()方法。
不管Execute()刚才做什么，Undo()都会倒转过来。这么一来，在各个命令中加入Undo之前，我们必须先在Command接口中加入Undo()方法：
namespace Command
{public interface ICommand
{void Execute(); void Undo();
}
}View Code
2.我们从LightOnCommand开始下手
如果LightOnCommand的Execute()方法被调用，那么最后调用的是On()方法。我们知道Undo()需要调用Off()方法进行相反的动作。
namespace Command
{public class LightOnCommand : ICommand
{private Light _light = null; public LightOnCommand(Light light)
{this._light = light;
} public void Execute()
{
_light.On();
} public void Undo()
{
_light.Off();
}
}
}View Code
3.要加上对撤销按钮的莪支持，我们必须对遥控器类做一些小修改。
加入一个新的实例变量，用来追踪最后被调用的命令，然后，不管何时撤销按钮被按下，我们都可以取出这个命令并调用它的Undo()方法。
using System.Text; namespace Command
{class RemoteControlWithUndo
{
ICommand[] onCommands;
ICommand[] offCommands;
ICommand undoCommand; public RemoteControlWithUndo()
{
onCommands = new ICommand[7];
offCommands = new ICommand[7];
ICommand noCommand = new NoCommand();for (int i = 0; i < 7; i++)
{
onCommands[i] = noCommand;
offCommands[i] = noCommand;
}
undoCommand = noCommand;
} public void SetCommand(int slot, ICommand onCommand, ICommand offCommand)
{
onCommands[slot] = onCommand;
offCommands[slot] = offCommand;
} public void OnButtonWasPushed(int slot)
{
onCommands[slot].Execute();
undoCommand = onCommands[slot];
} public void OffButtonWasPushed(int slot)
{
offCommands[slot].Execute();
undoCommand = offCommands[slot];
} public void UndoButtonWasPushed()
{
undoCommand.Undo();
} public string ToString()
{
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.Append("\n-----Remote Control With Undo-----\n");for (int i = 0; i < onCommands.Length; i++)
{
stringBuilder.Append("\r\n[slot " + i + "]");
stringBuilder.Append(onCommands[i].GetType());
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(offCommands[i].GetType());
}return stringBuilder.ToString();
}
}
}View Code
4.测试具有撤销功能的复杂控制器
//03.复杂控制器，撤销功能--------------------------------------Console.WriteLine("\n-----03.复杂控制器，撤销功能-----\n");
RemoteControlWithUndo remoteControlWithUndo = new RemoteControlWithUndo();
remoteControlWithUndo.SetCommand(0, lightOn, lightOff);
remoteControlWithUndo.OnButtonWasPushed(0);
remoteControlWithUndo.OffButtonWasPushed(0);
Console.WriteLine(remoteControlWithUndo.ToString());
remoteControlWithUndo.UndoButtonWasPushed();
remoteControlWithUndo.OffButtonWasPushed(0);
remoteControlWithUndo.OnButtonWasPushed(0);
Console.WriteLine(remoteControlWithUndo.ToString());
remoteControlWithUndo.UndoButtonWasPushed();View Code
测试结果：
四、复杂撤销
1.使用状态实现撤销
实现电灯的撤销是有意义的，但也实在是太容易了。通常，想要实现撤销的功能，需要记录一些状态，让我们试一个更有趣的例子，比方说厂商类中的天花板上的吊扇。吊扇允许有多种转动速度，当然也允许被关闭。
吊扇的源代码如下：
namespace Command.Model
{class CeilingFan
{public static readonly int HighSpeed = 3;public static readonly int MediumSpeed = 2;public static readonly int LowSpeed = 1;public static readonly int OffSpeed = 0;private string _location;private int _speed; public CeilingFan(string location)
{
_location = location;
_speed = OffSpeed;
} public void SetHighSpeed()
{
_speed = HighSpeed;
}public void SetMediumSpeed()
{
_speed = MediumSpeed;
}public void SetLowSpeed()
{
_speed = LowSpeed;
} public void SetOffSpeed()
{
_speed = OffSpeed;
}public int GetSpeed()
{return _speed;
}
}
}View Code
2.加入撤销到吊扇的命令类
现在就让我们把撤销加入到天花板吊扇的诸多命令中。这么做，需要追踪吊扇的最后设置速度，如果undo()方法被调用了，就要恢复成之前吊扇的速度的设置值。
下面是CeilingFanHighCommand的代码：
namespace Command
{class CeilingFanHighCommand : ICommand
{private CeilingFan _ceilingFan;private int _prevSpeed; public CeilingFanHighCommand(CeilingFan ceilingFan)
{
_ceilingFan = ceilingFan;
}public void Execute()
{
_prevSpeed = _ceilingFan.GetSpeed();//在改变吊扇速度之前，需要先将它之前的状态记录起来，以便需要撤销时使用。 _ceilingFan.SetHighSpeed();
} public void Undo()
{if (_prevSpeed == CeilingFan.HighSpeed)
{
_ceilingFan.SetHighSpeed();
}else if (_prevSpeed == CeilingFan.MediumSpeed)
{
_ceilingFan.SetMediumSpeed();
}if (_prevSpeed == CeilingFan.LowSpeed)
{
_ceilingFan.SetLowSpeed();
}if (_prevSpeed == CeilingFan.OffSpeed)
{
_ceilingFan.SetOffSpeed();
}
}
}
}View Code
下面是CeilingFanMediumCommand的代码：
namespace Command
{class CeilingFanMediumCommand : ICommand
{private CeilingFan _ceilingFan;private int _prevSpeed; public CeilingFanMediumCommand(CeilingFan ceilingFan)
{
_ceilingFan = ceilingFan;
}public void Execute()
{
_prevSpeed = _ceilingFan.GetSpeed();//在改变吊扇速度之前，需要先将它之前的状态记录起来，以便需要撤销时使用。 _ceilingFan.SetMediumSpeed();
} public void Undo()
{if (_prevSpeed == CeilingFan.HighSpeed)
{
_ceilingFan.SetHighSpeed();
}else if (_prevSpeed == CeilingFan.MediumSpeed)
{
_ceilingFan.SetMediumSpeed();
}if (_prevSpeed == CeilingFan.LowSpeed)
{
_ceilingFan.SetLowSpeed();
}if (_prevSpeed == CeilingFan.OffSpeed)
{
_ceilingFan.SetOffSpeed();
}
}
}
}View Code
3.测试天花板吊扇
把第0号插槽的开启按钮设置为中苏，把第一号插槽的开启按钮设置为高度，而两个对应的关闭按钮，都是关闭吊扇的命令。
测试脚本如下：
//04.复杂撤销功能-天花板吊扇Console.WriteLine("\n-----04.复杂撤销功能-天花板吊扇-----\n");
remoteControlWithUndo = new RemoteControlWithUndo();
CeilingFan ceilingFan = new CeilingFan("Living Room");
CeilingFanHighCommand ceilingFanHighCommand = new CeilingFanHighCommand(ceilingFan);
CeilingFanMediumCommand ceilingFanMediumCommand = new CeilingFanMediumCommand(ceilingFan);
CeilingFanOffCommand ceilingFanOffCommand = new CeilingFanOffCommand(ceilingFan);
remoteControlWithUndo.SetCommand(0,ceilingFanHighCommand,ceilingFanOffCommand);//0号插槽的On键设置为高速，Off键设置为关闭remoteControlWithUndo.SetCommand(1,ceilingFanMediumCommand,ceilingFanOffCommand);//1号插槽的On键设置为中速，Off键设置为关闭
remoteControlWithUndo.OnButtonWasPushed(0);//首先以高速开启吊扇remoteControlWithUndo.OffButtonWasPushed(0);//然后关闭 Console.WriteLine(remoteControlWithUndo.ToString());
remoteControlWithUndo.UndoButtonWasPushed();//撤销，回到中速
remoteControlWithUndo.OnButtonWasPushed(1);//开启中速remoteControlWithUndo.OffButtonWasPushed(1);//关闭Console.WriteLine(remoteControlWithUndo.ToString());//撤销，回到中速remoteControlWithUndo.UndoButtonWasPushed();View Code
测试结果：
五、每个遥控器都需具备“Party模式”！
如果拥有了一个遥控器，却无法光凭按下一个按钮，就同时能弄暗灯管，打开音响和电视，设置好DVD，并让热水器开始加温，那么要这个遥控器还有什么意义？
1.制造一个新的命令，用来执行其他一堆命令，而不只是执行一个命令。
namespace Command
{class MacroCommand : ICommand
{private ICommand[] _commands; public MacroCommand(ICommand[] commands)
{
_commands = commands;
}public void Execute()
{for (int i = 0; i < _commands.Length; i++)
{
_commands[i].Execute();
}
} public void Undo()
{for (int i = _commands.Length - 1; i >= 0; i--)
{
_commands[i].Undo();
}
}
}
}View Code
2.使用宏命令
ICommand[] partyOn = {lightOn, garageDoorOpen, ceilingFanHighCommand};//一个数组用来记录开启命令ICommand[] partyOff = {lightOff, garageDoorDown, ceilingFanOffCommand};//另一个数组用来记录关闭命令MacroCommand partyOnMacroCommand = new MacroCommand(partyOn);//创建对应的宏持有开启命令数组MacroCommand partyOffMacroCommand = new MacroCommand(partyOff);//创建对应的宏持有关闭命令数组remoteControlWithUndo.SetCommand(0,partyOnMacroCommand,partyOffMacroCommand);//将宏命令指定一个按钮View Code
3.测试Party模式
//05.Party模式Console.WriteLine("\n-----05.Party模式-----\n");
ICommand[] partyOn = {lightOn, garageDoorOpen, ceilingFanHighCommand};//一个数组用来记录开启命令ICommand[] partyOff = {lightOff, garageDoorDown, ceilingFanOffCommand};//另一个数组用来记录关闭命令MacroCommand partyOnMacroCommand = new MacroCommand(partyOn);//创建对应的宏持有开启命令数组MacroCommand partyOffMacroCommand = new MacroCommand(partyOff);//创建对应的宏持有关闭命令数组remoteControlWithUndo = new RemoteControlWithUndo();
remoteControlWithUndo.SetCommand(0,partyOnMacroCommand,partyOffMacroCommand);//将宏命令指定一个按钮 Console.WriteLine(remoteControlWithUndo);
Console.WriteLine("----Pushing Macro On----");
remoteControlWithUndo.OnButtonWasPushed(0);
Console.WriteLine("----Pushing Macro Off----");
remoteControlWithUndo.OffButtonWasPushed(0);
Console.WriteLine("----Pushing Macro Undo----");
remoteControlWithUndo.UndoButtonWasPushed();View Code
测试结果：
六、问答
1.接收者一定有必要存在吗？为何命令对象不直接实现execute()方法的细节？
答：一般来说，我们尽量设计傻瓜命令对象，它只懂得调用一个接收者的一个行为。然后，有许多“聪明”命令对象会实现许多逻辑，直接完成一个请求。
当然你可以设计聪明的命令对象，只是这样一来，调用者和接收者之间的解耦程度是比不上“傻瓜”命令对象的，而且，你也不能够直接把接收者当作参数传递给命令。
2.我如何能够实现多层次的撤销操作？换句话说，我希望能够按下撤销按钮许多次，撤销到很早很早以前的状态。
答：好问题！其实这相当容易做到，不要只是记录最后一个被执行的命令，而使用一个堆栈记录操作过程的每一个命令。然后，不管什么时候按下了撤销按钮，你都可以从堆栈中去除最上层的命令，然后调用它的undo()方法。
3.我可以创建一个Party-Command,然后再它的execute()方法中调用其他的命令，利用这种做法实现Party模式吗？
答：你可以这么做。然而，这等于把Party模式硬编码到PartyCommand中。
七、命令模式的更多用途
1.队列请求
想象有一个工作队列：你在某一端添加命令，然后另一端则是线程。线程进行下面的动作：从队列中中取出一个命令，调用它的execute()方法，等待这个调用完成，然后将此命令对象对象丢弃，再取出下一个命令。
2.日志请求。
某些应用需要我们将所有的动作都记录在日志中，并能在系统司机之后，重新调用这些动作恢复到之前的状态。通过新增两个方法（Store()、Load()）
八、要点
1.命令模式将发出请求的对象和执行请求的对象解耦。
2.在被解耦的两者之间是通过命令对象进行沟通的。命令对象封装了接收者和一个或一组动作。
3.调用者通过调用命令对象的execute()发出请求，这会使得接收者的动作被调用。
4.调用者可以接受命令当作参数，甚至在运行时动态地进行。
5.命令可以支持撤销，做法是实现一个Undo()方法来回到Execute()被执行钱的状态。
6.宏命令是命令的一种简单的延伸，允许调用多个命令。宏方法也可以支持撤销。
7.实际操作时，很常见的使用“聪明”命令对象，也就是直接实现了请求，而不是将工作委托给接收者，这种实现方式并不能将请求的对象和执行请求的对象解耦。
7.命令也可以用来实现日志和事物系统。
参考文献：
《Head First设计模式》
标签：ICommand,03,remoteControlWithUndo,void,模式,命令,遥控器,new,public 来源： https://blog.51cto.com/u_11950846/2717293