C# 設(shè)計模式系列教程-命令模式

更新時間：2016年06月01日 10:12:48 作者：Wang Juqiang

在軟件系統(tǒng)中，行為請求者與行為實現(xiàn)者通常是一種緊耦合的關(guān)系，但某些場合，比如需要對行為進行記錄、撤銷或重做、事務(wù)等處理時，這種無法抵御變化的緊耦合的設(shè)計就不太合適。

1. 概述

　　將一個請求封裝為一個對象(即我們創(chuàng)建的Command對象），從而使你可用不同的請求對客戶進行參數(shù)化; 對請求排隊或記錄請求日志，以及支持可撤銷的操作。

2. 解決的問題

　　在軟件系統(tǒng)中，行為請求者與行為實現(xiàn)者通常是一種緊耦合的關(guān)系，但某些場合，比如需要對行為進行記錄、撤銷或重做、事務(wù)等處理時，這種無法抵御變化的緊耦合的設(shè)計就不太合適。

3. 模式中角色

　　3.1 抽象命令（Command）：定義命令的接口，聲明執(zhí)行的方法。

　　3.2 具體命令（ConcreteCommand）：具體命令，實現(xiàn)要執(zhí)行的方法，它通常是“虛”的實現(xiàn)；通常會有接收者，并調(diào)用接收者的功能來完成命令要執(zhí)行的操作。

　　3.3 接收者（Receiver）：真正執(zhí)行命令的對象。任何類都可能成為一個接收者，只要能實現(xiàn)命令要求實現(xiàn)的相應(yīng)功能。

　　3.4 調(diào)用者（Invoker）：要求命令對象執(zhí)行請求，通常會持有命令對象，可以持有很多的命令對象。這個是客戶端真正觸發(fā)命令并要求命令執(zhí)行相應(yīng)操作的地方，也就是說相當于使用命令對象的入口。

　　3.5 客戶端（Client）：命令由客戶端來創(chuàng)建，并設(shè)置命令的接收者。

4. 模式解讀

　　4.1 命令模式的類圖

　　4.2 命令模式的實現(xiàn)代碼

 /// <summary>
 /// 接收者類，知道如何實施與執(zhí)行一個請求相關(guān)的操作，任何類都可能作為一個接收者。
 /// </summary>
 public class Receiver
 {
  /// <summary>
  /// 真正的命令實現(xiàn)
  /// </summary>
  public void Action()
  {
   Console.WriteLine("Execute request!");
  }
 }

 /// <summary>
 /// 抽象命令類，用來聲明執(zhí)行操作的接口
 /// </summary>
 public interface ICommand
 {
  void Execute();
 }

 /// <summary>
 /// 具體命令類，實現(xiàn)具體命令。
 /// </summary>
 public class ConcereteCommand : ICommand
 {
  // 具體命令類包含有一個接收者，將這個接收者對象綁定于一個動作
  private Receiver receiver;

  public ConcereteCommand(Receiver receiver)
  {
   this.receiver = receiver;
  }

  /// <summary>
  /// 說這個實現(xiàn)是“虛”的，因為它是通過調(diào)用接收者相應(yīng)的操作來實現(xiàn)Execute的
  /// </summary>
  public void Execute()
  {
   receiver.Action();
  }
 }

 /// <summary>
 /// 調(diào)度類，要求該命令執(zhí)行這個請求
 /// </summary>
 public class Invoker
 {
  private ICommand command;

  /// <summary>
  /// 設(shè)置命令
  /// </summary>
  /// <param name="command"></param>
  public void SetCommand(ICommand command)
  {
   this.command = command;
  }

  /// <summary>
  /// 執(zhí)行命令
  /// </summary>
  public void ExecuteCommand()
  {
   command.Execute();
  }
 }

　　4.3 客戶端代碼

 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Receiver receiver = new Receiver();
   ICommand command = new ConcereteCommand(receiver);
   Invoker invoker = new Invoker();

   invoker.SetCommand(command);
   invoker.ExecuteCommand();

   Console.Read();
  }
 }

　　執(zhí)行結(jié)果

　　4.4 模式分析

　　　　4.4.1 本質(zhì)：對命令進行封裝，將發(fā)出命令與執(zhí)行命令的責任分開。

　　　　4.4.2 每一個命令都是一個操作：請求的一方發(fā)出請求，要求執(zhí)行一個操作；接收的一方收到請求，并執(zhí)行操作。

　　　　4.4.3 請求方和接收方獨立開來，使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口，更不必知道請求是怎么被接收，以及操作是否被執(zhí)行、何時被執(zhí)行，以及是怎么被執(zhí)行的。

　　　　4.4.4 使請求本身成為一個對象，這個對象和其它對象一樣可以被存儲和傳遞。

　　　　4.4.5 命令模式的關(guān)鍵在于引入了抽象命令接口，且發(fā)送者針對抽象命令接口編程，只有實現(xiàn)了抽象命令接口的具體命令才能與接收者相關(guān)聯(lián)?！?/p>

5. 模式總結(jié)

　　5.1 優(yōu)點

　　　　5.1.1 解除了請求者與實現(xiàn)者之間的耦合，降低了系統(tǒng)的耦合度。

　　　　5.1.2 對請求排隊或記錄請求日志，支持撤銷操作。

　　　　5.1.3 可以容易地設(shè)計一個組合命令。

　　　　5.1.4 新命令可以容易地加入到系統(tǒng)中。

　　5.2 缺點

　　　　5.2.1 因為針對每一個命令都需要設(shè)計一個具體命令類，使用命令模式可能會導(dǎo)致系統(tǒng)有過多的具體命令類。

　　5.3 適用場景

　　　　5.3.1 當需要對行為進行“記錄、撤銷/重做”等處理時。

　　　　5.3.2 系統(tǒng)需要將請求者和接收者解耦，使得調(diào)用者和接收者不直接交互。

　　　　5.3.3 系統(tǒng)需要在不同時間指定請求、請求排隊和執(zhí)行請求。

　　　　5.3.4 系統(tǒng)需要將一組操作組合在一起，即支持宏命令。

6. 應(yīng)用舉例：銀行帳號的存款、提款

　　6.1 類圖

　　6.2 代碼實現(xiàn)

 /// <summary>
 /// 銀行帳號
 /// </summary>
 public class Account
 {
  /// <summary>
  /// 帳號總金額
  /// </summary>
  private decimal totalAmount { get; set; }

  /// <summary>
  /// 存錢
  /// </summary>
  /// <param name="amount"></param>
  public void MoneyIn(decimal amount)
  {
   this.totalAmount += amount;
  }

  /// <summary>
  /// 取錢
  /// </summary>
  /// <param name="amount"></param>
  public void MoneyOut(decimal amount)
  {
   this.totalAmount -= amount;
  }

  public decimal GetTotalAmout()
  {
   return totalAmount;
  }
 }

 public abstract class Command
 {
  protected Account account;

  public Command(Account account)
  {
   this.account = account;
  }

  public abstract void Execute();
 }

 /// <summary>
 /// 存款命令
 /// </summary>
 public class MoneyInCommand : Command
 {
  private decimal amount;

  public MoneyInCommand(Account account, decimal amount)
   : base(account)
  {
   this.amount = amount;
  }

  /// <summary>
  /// 實現(xiàn)存錢命令
  /// </summary>
  public override void Execute()
  {
   account.MoneyIn(amount);
  }
 }

 /// <summary>
 /// 取款命令類
 /// </summary>
 public class MoneyOutCommand : Command
 {
  private decimal amount;
  public MoneyOutCommand(Account account, decimal amount)
   : base(account)
  {
   this.amount = amount;
  }

  /// <summary>
  /// 實現(xiàn)取錢命令
  /// </summary>
  public override void Execute()
  {
   account.MoneyOut(amount);
  }
 }

 public class Invoker
 {
  private Command command;

  public void SetCommand(Command command)
  {
   this.command = command;
  }

  public void ExecuteCommand()
  {
   command.Execute();
  }
 }

　　6.3 客戶端代碼

 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   // 創(chuàng)建銀行帳號
   Account account = new Account();
   // 創(chuàng)建一個存入500元的命令
   Command commandIn = new MoneyInCommand(account,500);
   // 創(chuàng)建一個調(diào)度者
   BankAccount.Invoker invoker = new BankAccount.Invoker();

   // 設(shè)置存錢命令
   invoker.SetCommand(commandIn);
   // 執(zhí)行
   invoker.ExecuteCommand();
   Console.WriteLine("The current amount is " + account.GetTotalAmout().ToString("N2"));

   // 再次存入500
   Command commandIn2 = new MoneyInCommand(account, 500);
   invoker.SetCommand(commandIn2);
   invoker.ExecuteCommand();
   Console.WriteLine("The current amount is " + account.GetTotalAmout().ToString("N2"));

   // 取出300
   Command commandOut = new MoneyOutCommand(account, 300);
   invoker.SetCommand(commandOut);
   invoker.ExecuteCommand();
   Console.WriteLine("The current amount is " + account.GetTotalAmout().ToString("N2"));

   Console.Read();
  }
 }

　　執(zhí)行結(jié)果