C# 设计模式系列教程-命令模式
1. 概述
将一个请求封装为一个对象(即我们创建的Command对象），从而使你可用不同的请求对客户进行参数化; 对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
2. 解决的问题
在软件系统中，行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系，但某些场合，比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时，这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。
3. 模式中角色
3.1 抽象命令（Command）：定义命令的接口，声明执行的方法。
3.2 具体命令（ConcreteCommand）：具体命令，实现要执行的方法，它通常是“虚”的实现；通常会有接收者，并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
3.3 接收者（Receiver）：真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者，只要能实现命令要求实现的相应功能。
3.4 调用者（Invoker）：要求命令对象执行请求，通常会持有命令对象，可以持有很多的命令对象。这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方，也就是说相当于使用命令对象的入口。
3.5 客户端（Client）：命令由客户端来创建，并设置命令的接收者。
4. 模式解读
4.1 命令模式的类图
4.2 命令模式的实现代码
/// <summary>
/// 接收者类，知道如何实施与执行一个请求相关的操作，任何类都可能作为一个接收者。
/// </summary>
public class Receiver
{
/// <summary>
/// 真正的命令实现
/// </summary>
public void Action()
{
Console.WriteLine("Execute request!");
}
}
/// <summary>
/// 抽象命令类，用来声明执行操作的接口
/// </summary>
public interface ICommand
{
void Execute();
}
/// <summary>
/// 具体命令类，实现具体命令。
/// </summary>
public class ConcereteCommand : ICommand
{
// 具体命令类包含有一个接收者，将这个接收者对象绑定于一个动作
private Receiver receiver;
public ConcereteCommand(Receiver receiver)
{
this.receiver = receiver;
}
/// <summary>
/// 说这个实现是“虚”的，因为它是通过调用接收者相应的操作来实现Execute的
/// </summary>
public void Execute()
{
receiver.Action();
}
}
/// <summary>
/// 调度类，要求该命令执行这个请求
/// </summary>
public class Invoker
{
private ICommand command;
/// <summary>
/// 设置命令
/// </summary>
/// <param name="command"></param>
public void SetCommand(ICommand command)
{
this.command = command;
}
/// <summary>
/// 执行命令
/// </summary>
public void ExecuteCommand()
{
command.Execute();
}
}
4.3 客户端代码
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();
}
}
执行结果
4.4 模式分析
4.4.1 本质：对命令进行封装，将发出命令与执行命令的责任分开。
4.4.2 每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求，要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。
4.4.3 请求方和接收方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。
4.4.4 使请求本身成为一个对象，这个对象和其它对象一样可以被存储和传递。
4.4.5 命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。
5. 模式总结
5.1 优点
5.1.1 解除了请求者与实现者之间的耦合，降低了系统的耦合度。
5.1.2 对请求排队或记录请求日志，支持撤销操作。
5.1.3 可以容易地设计一个组合命令。
5.1.4 新命令可以容易地加入到系统中。
5.2 缺点
5.2.1 因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类，使用命令模式可能会导致系统有过多的具体命令类。
5.3 适用场景
5.3.1 当需要对行为进行“记录、撤销/重做”等处理时。
5.3.2 系统需要将请求者和接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。
5.3.3 系统需要在不同时间指定请求、请求排队和执行请求。
5.3.4 系统需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
6. 应用举例：银行帐号的存款、提款
6.1 类图
6.2 代码实现
/// <summary>
/// 银行帐号
/// </summary>
public class Account
{
/// <summary>
/// 帐号总金额
/// </summary>
private decimal totalAmount { get; set; }
/// <summary>
/// 存钱
/// </summary>
/// <param name="amount"></param>
public void MoneyIn(decimal amount)
{
this.totalAmount += amount;
}
/// <summary>
/// 取钱
/// </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>
/// 实现存钱命令
/// </summary>
public override void Execute()
{
account.MoneyIn(amount);
}
}
/// <summary>
/// 取款命令类
/// </summary>
public class MoneyOutCommand : Command
{
private decimal amount;
public MoneyOutCommand(Account account, decimal amount)
: base(account)
{
this.amount = amount;
}
/// <summary>
/// 实现取钱命令
/// </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 客户端代码
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建银行帐号
Account account = new Account();
// 创建一个存入500元的命令
Command commandIn = new MoneyInCommand(account,500);
// 创建一个调度者
BankAccount.Invoker invoker = new BankAccount.Invoker();
// 设置存钱命令
invoker.SetCommand(commandIn);
// 执行
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();
}
}
执行结果
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