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设计模式的艺术-命令模式

行为型模式的名称、定义、学习难度和使用频率如下表所示:

1.如何理解命令模式

  1. 命令模式(Command Pattern):将一个请求封装为一个对象,从而可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或者记录请求日志,以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式,其别名为动作模式或事务模式

  2. 命令模式的本质是对请求进行封装。一个请求对应于一个命令,将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。每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,并执行相应的操作。

  3. 可以这样子理解:有一个遥控器,上面有很多按钮,每个按钮都代表一个操作,比如打开电视、切换频道、调整音量等。当你按下一个按钮时,遥控器就会发送一个 “命令” 给对应的设备去执行相应的操作。请求的发送者(比如前面例子中的遥控器使用者)不需要知道具体的操作是如何执行的,它只需要创建并发送相应的命令对象。而命令的执行者(比如电视、文件系统等)只需要接收并执行命令对象中封装的操作。

  4. 命令模式是一种使用频率非常高的设计模式,用于将请求发送者与接收者解耦。请求发送者通过命令对象来间接引用请求接收者,使得系统具有更好的灵活性和可扩展性。在基于GUI的软件开发,无论是计算机桌面应用还是移动应用中命令模式都得以广泛应用。

2.如何理解命令模式中命令队列的实现?

  1. 概念:可以把命令队列想象成一个待办事项清单。当需要执行一系列操作时,不是立即全部执行,而是先将这些操作对应的命令对象放入命令队列中。当需要执行这些命令时,按照队列的先进先出原则,依次取出命令对象并执行它们封装的操作。

  2. 优点:异步执行、批处理、可撤销和重做、任务调度。

  3. 实际应用场景举例:比如在一个图形编辑软件中,用户的每一个操作(如画笔绘制、图形移动等)都可以作为一个命令放入队列。当用户点击保存时,再依次执行队列中的命令来保存最终的状态。

3.如何理解命令模式中的宏命令?

  1. 概念:宏命令,也称为组合命令,在命令模式中是一个将多个命令组合在一起作为一个整体进行操作。

  2. 举例:在一个图形编辑软件中,可能有 “绘制矩形”“填充颜色”“添加文字” 这三个单独的命令。现在把它们组合成一个宏命令 “创建带文字的彩色矩形”。当用户调用这个宏命令时,系统会依次执行 “绘制矩形”“填充颜色”“添加文字” 这三个操作,从而实现一个相对复杂的功能。

  3. 优点:简化操作、封装复杂性、可复性。

4.命令模式的优缺点

优点

  1. 解耦请求者和执行者:请求者不需要了解命令的具体执行细节,只需要知道如何发送命令。这使得系统的各个部分之间的依赖关系降低,提高了系统的灵活性和可扩展性。

  2. 支持撤销和重做操作:由于每个命令都有对应的撤销操作,因此很容易实现撤销和重做功能,这对于需要频繁修改操作的应用非常有用,比如图形编辑软件。

  3. 易于扩展新的命令:可以方便地添加新的命令类,而不需要修改现有的请求者和执行者的代码,符合开闭原则

  4. 实现命令的排队和异步执行:命令可以被存储在队列中,按照一定的顺序执行,或者在后台异步执行,提高系统的性能和响应能力。

缺点

  1. 增加系统复杂性:引入了额外的命令类,可能会使系统的类结构变得更加复杂,对于简单的应用可能会增加不必要的代码量。

  2. 性能开销:创建命令对象和在命令队列中存储和操作命令可能会带来一定的性能开销,特别是在频繁执行命令的情况下。

5.命令模式的适用场景

  1. 系统需要支持撤销 / 重做操作:例如文本编辑器、图形设计软件等,用户的操作可以被封装为命令,方便实现撤销和重做。

  2. 任务排队和执行:当有一系列任务需要按照特定顺序执行,或者需要异步执行时,可以将任务封装为命令放入队列。

  3. 分布式系统中的请求处理:在分布式环境中,将请求封装为命令可以更方便地进行传输和处理。

  4. 菜单操作:在具有复杂菜单功能的应用中,每个菜单项的操作可以封装为命令。

  5. 日志记录和审计:执行命令时可以方便地记录相关操作信息,用于日志和审计。

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