【命令设计模式详解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同语言实现
简介命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，也是一种行为型设计模式。这种模式的请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象再寻找合适的对象，并把该命令传给相应的处理者。即把请求或操作封装成单个对象，并使其可以被参数化和延迟执行，这种方式将命令和执行者进行了有效解耦。
如果你需要通过操作来参数化对象，可使用命令模式。如果你想要将操作放入队列中、操作的执行或者远程执行操作， 可使用命令模式。如果你想要实现操作回滚功能，可使用命令模式。
作用
[*]将不同命令按照抽象命令封装成不同的对象，将这些命令放到调用者里。
[*]客户通过调用者执行命令再去调用接受者的动作，顺序为：客户调用方->调用者->命令对象->接受者。
[*]同其他对象一样，命令也可以实现序列化，从而方便地写入文件或数据库中，实现延迟执行。
实现步骤
[*]创建一个抽象命令接口，实现基本的命令方法。
[*]创建多个具体命令类，实现抽象命令接口，以来命令接收者。
[*]创建命令接收者，也就是具体业务类，接受命令并执行动作。
[*]创建命令调用者，这是一个聚合命令的类，添加命令和执行命令。
UML
Java代码
基础命令接口
// Command.java 命令抽象接口
public interface Command {
void execute();
}
具体命令类，可以多个命令
// BuyCommand.java 购买命令，操作receiver，实现了抽象命令类
public class BuyCommand implements Command {
private StockReceiver stockReceiver;
public BuyCommand(StockReceiver stockReceiver) {
this.stockReceiver = stockReceiver;
}
// 命令类调用执行者的实际动作
public void execute() {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::execute() ");
this.stockReceiver.buy();
}
}
// SellCommand.java 出售命令，操作receiver，实现了抽象命令类
public class SellCommand implements Command {
private StockReceiver stockReceiver;
public SellCommand(StockReceiver stockReceiver) {
this.stockReceiver = stockReceiver;
}
// 命令类调用执行者的实际动作
public void execute() {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::execute() ");
stockReceiver.sell();
}
}
命令调用类
// CommandInvoker.java 命令调用类，通过关联命令来执行命令的调用
public class CommandInvoker {
private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();
// 储存命令
public void takeOrder(Command command) {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::takeOrder() " + command.getClass().getName());
commandList.add(command);
}
// 统一执行
public void executeOrders() {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::executeOrders() ");
for (Command command : commandList) {
command.execute();
}
commandList.clear();
}
}
命令接收执行类
// StockReceiver.java 命令模式真正的执行类，不直接对外，通过command来调用
public class StockReceiver {
private String name;
private int num;
public StockReceiver(String name, int num) {
this.name = name;
this.num = num;
}
public void buy() {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::buy() ");
}
public void sell() {
System.out.println(this.getClass().getName() + "::sell() ");
}
public void setName(String name) {
this.setName(name);
}
public String getName() {
return this.name;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public int getNum() {
return this.num;
}
}
测试调用
/*
* 命令模式是客户端通过一个命令执行者invoker，去执行某个命令command。
* 而命令则调用了业务类receiver的具体动作，从而完成真正的执行。
* 这种方式将命令和执行者进行了有效解耦。
*/
// 先声明一个被操作对象，也就是接收者
StockReceiver stock1 = new StockReceiver("Apple", 200);
// 再声明具体的命令
BuyCommand buyCommand = new BuyCommand(stock1);
SellCommand sellCommand = new SellCommand(stock1);
// 最后声明调用者，由调用者来执行具体命令
CommandInvoker invoker = new CommandInvoker();
invoker.takeOrder(buyCommand);
invoker.takeOrder(sellCommand);
invoker.executeOrders();
// 再执行一只股票
StockReceiver stock2 = new StockReceiver("Google", 100);
BuyCommand buyCommand2 = new BuyCommand(stock2);
invoker.takeOrder(buyCommand2);
invoker.executeOrders();
Go代码
基础命令接口
// Command.go 命令抽象接口
type Command interface {
GetName() string
SetStockReceiver(stockReceiver *StockReceiver)
Execute()
}
具体命令类，可以多个命令
// BuyCommand.go 购买命令，操作receiver，实现了抽象命令类
type BuyCommand struct {
Name string `default:"BuyCommand"`
stockReceiver *StockReceiver
}
func (c *BuyCommand) GetName() string {
return c.Name
}
func (c *BuyCommand) SetStockReceiver(stockReceiver *StockReceiver) {
c.stockReceiver = stockReceiver
}
// 命令类调用执行者来自行真正的动作
func (c *BuyCommand) Execute() {
fmt.Println("BuyCommand::Execute() ")
c.stockReceiver.Buy()
}
// SellCommand.go 出售命令，操作receiver，实现了抽象命令类
type SellCommand struct {
Name string `default:"BuyCommand"`
stockReceiver *StockReceiver
}
func (s *SellCommand) GetName() string {
return s.Name
}
func (s *SellCommand) SetStockReceiver(stockReceiver *StockReceiver) {
s.stockReceiver = stockReceiver
}
// 命令类调用执行者来自行真正的动作
func (s *SellCommand) Execute() {
fmt.Println("SellCommand::Execute() ")
s.stockReceiver.Sell()
}
命令调用类
// CommandInvoker.go 命令调用类，通过关联命令来执行命令的调用
type CommandInvoker struct {
Name string
commandList []Command
}
func (c *CommandInvoker) GetName() string {
return c.Name
}
// 储存命令
func (c *CommandInvoker) TakeOrder(command Command) {
fmt.Println("CommandInvoker::TakeOrder() " + command.GetName())
c.commandList = append(c.commandList, command)
}
// 统一执行
func (c *CommandInvoker) ExecuteOrders() {
fmt.Println("CommandInvoker::ExecuteOrders() ")
for _, command := range c.commandList {
command.Execute()
}
// 命令执行后清除
c.commandList = c.commandList[:0]
}
命令接收执行类
// StockReceiver.go 命令模式真正的执行类，不直接对外，通过command来调用
type StockReceiver struct {
Name string
Numint
}
func (s *StockReceiver) Buy() {
fmt.Println("StockReceiver::Buy() [Name=" +
s.Name + " Num=" + strconv.Itoa(s.Num) + "]")
}
func (s *StockReceiver) Sell() {
fmt.Println("StockReceiver::Sell() [Name=" +
s.Name + " Num=" + strconv.Itoa(s.Num) + "]")
}
测试调用
// main包下的main入口方法
func main() {
fmt.Println("test start:")
/*
* 命令模式是客户端通过一个命令执行者invoker，去执行某个命令command
* 而命令则调用了业务类receiver的具体动作，从而完成真正的执行
* 这种方式将命令和执行者进行了有效解耦。
*/
// 先声明一个被操作对象，也就是接收者
var stock1 = &src.StockReceiver{
Name: "Apple",
Num:200,
}
// 再声明具体的命令
var buyCommand = &src.BuyCommand{
Name: "buyCommand",
}
buyCommand.SetStockReceiver(stock1)
var sellCommand = &src.SellCommand{
Name: "sellCommand",
}
sellCommand.SetStockReceiver(stock1)
// 最后声明调用者，由调用者来执行具体命令
var invoker = &src.CommandInvoker{
Name: "invoker",
}
invoker.TakeOrder(buyCommand)
invoker.TakeOrder(sellCommand)
invoker.ExecuteOrders()
// 再执行一只股票
var stock2 = &src.StockReceiver{
Name: "Google",
Num:100,
}
var buyCommand2 = &src.BuyCommand{
Name: "buyCommand2",
}
buyCommand2.SetStockReceiver(stock2)
invoker.TakeOrder(buyCommand2)
invoker.ExecuteOrders()
}
C语言代码
基础对象定义
// func.h文件，基础命令结构体head
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
// 基础命令结构体
typedef struct Command
{
char name;
struct StockReceiver *stock_receiver;
void (*set_stock_receiver)(struct Command *command, struct StockReceiver *);
void (*execute)(struct Command *);
} Command;
// 接受者对象
typedef struct StockReceiver
{
char name;
int num;
void (*buy)(struct StockReceiver *);
void (*sell)(struct StockReceiver *);
} StockReceiver;
StockReceiver *stock_receiver_constructor(char *name, int num);
// 继承命令结构体
typedef struct BuyCommand
{
char name;
struct StockReceiver *stock_receiver;
void (*set_stock_receiver)(struct BuyCommand *command, struct StockReceiver *);
void (*execute)(struct Command *);
} BuyCommand;
BuyCommand *buy_command_constructor(char *name);
// 继承命令结构体
typedef struct SellCommand
{
char name;
struct StockReceiver *stock_receiver;
void (*set_stock_receiver)(struct SellCommand *command, struct StockReceiver *);
void (*execute)(struct Command *);
} SellCommand;
SellCommand *sell_command_constructor(char *name);
// 命令执行者
typedef struct CommandInvoker
{
char name;
void (*take_order)(struct CommandInvoker *invoker, Command *command);
void (*execute_orders)(struct CommandInvoker *invoker);
// 数组命令列表，记录待执行的命令对象
struct Command **command_list;
// 数组长度记录
int command_list_size;
// 若是柔性数组，则放在结构体最后，可以动态追加内容
// struct Command *command_list[];
} CommandInvoker;
CommandInvoker *command_invoker_constructor(char *name);
具体命令类，可以多个命令
// buy_command.c 购买命令，操作receiver，实现了抽象命令类
#include "func.h"
// 购买命令，操作receiver，实现了抽象命令类
void set_buy_stock_receiver(BuyCommand *command, StockReceiver *receiver)
{
command->stock_receiver = receiver;
}
// 命令类调用执行者来自行真正的动作
void buy_command_execute(Command *command)
{
printf("\r\n BuyCommand::execute() ", command->name);
command->stock_receiver->buy(command->stock_receiver);
}
// 创建Buy命令对象
BuyCommand *buy_command_constructor(char *name)
{
Command *command = (Command *)malloc(sizeof(Command));
strncpy(command->name, name, 50);
command->execute = &buy_command_execute;
// 转为BuyCommand
BuyCommand *buy_command = (BuyCommand *)command;
buy_command->set_stock_receiver = &set_buy_stock_receiver;
return buy_command;
}
// sell_command.c 出售命令，操作receiver，实现了抽象命令类
#include "func.h"
// 出售命令，操作receiver，实现了抽象命令类
void set_sell_stock_receiver(SellCommand *command, StockReceiver *receiver) {
command->stock_receiver = receiver;
}
// 命令类调用执行者来自行真正的动作
void sell_command_execute(Command *command) {
printf("\r\n SellCommand::execute() ", command->name);
command->stock_receiver->sell(command->stock_receiver);
}
// 创建Sell命令对象
SellCommand *sell_command_constructor(char *name)
{
Command *command = (Command *)malloc(sizeof(Command));
strncpy(command->name, name, 50);
command->execute = &sell_command_execute;
// 转为SellCommand
SellCommand *buy_command = (SellCommand *)command;
buy_command->set_stock_receiver = &set_sell_stock_receiver;
return buy_command;
}
命令调用类
// command_invoker.c 命令调用类，通过关联命令来执行命令的调用
#include "func.h"
/*
命令调用类，通过关联命令来实行命令的调用
在命令模式中，Invoker（调用者）是一个可选的组件，
它负责将Command对象传递给Receiver，
并调用Command对象的execute方法来执行命令。
Invoker在实现命令模式时可以有多种实现方式。
*/
void print_command_list(Command **list, int command_list_size)
{
printf("\r\nThe current command_list:");
for (int i = 0; i < command_list_size; i++)
{
printf("\r\n ", i, list->name);
}
}
// 把命令存储到调用者的命令列表
void invoker_take_order(CommandInvoker *invoker, Command *command)
{
printf("\r\n CommandInvoker::take_order() ", invoker->name, command->name, invoker->command_list_size);
// 列表长度增加1位
int new_command_list_size = invoker->command_list_size + 1;
/* 如果采取柔性数组，则无需申请新空间和复制内容 */
// 把原列表命令暂存下来
Command **old_command_list = invoker->command_list;
// 给命令列表申请新空间
invoker->command_list = (Command **)calloc(new_command_list_size, sizeof(Command *));
// 复制原有命令到命令列表，如果采取柔性数组则无需复制
for (int i = 0; i < invoker->command_list_size; i++)
{
invoker->command_list = old_command_list;
}
free(old_command_list);
// 把新的命令添加列表最后
invoker->command_list = command;
invoker->command_list_size = new_command_list_size;
// 打印当前有多少命令
// print_command_list(invoker->command_list, invoker->command_list_size);
}
// 统一执行全部命令
void invoker_execute_orders(CommandInvoker *invoker)
{
printf("\r\n CommandInvoker::execute_orders() ");
int command_list_size = invoker->command_list_size;
Command **command_list = invoker->command_list;
for (int i = 0; i < command_list_size; i++)
{
Command *command = command_list;
command->execute(command);
command_list = NULL;
}
// 命令执行完后清除命令列表
invoker->command_list_size = 0;
invoker->command_list = (Command **)calloc(0, sizeof(Command *));
}
// 初始化CommandInvoker命令对象
CommandInvoker *command_invoker_constructor(char *name)
{
printf("\r\n command_invoker_constructor() ", name);
CommandInvoker *invoker = (CommandInvoker *)malloc(sizeof(CommandInvoker));
strncpy(invoker->name, name, 50);
invoker->command_list_size = 0;
invoker->take_order = &invoker_take_order;
invoker->execute_orders = &invoker_execute_orders;
return invoker;
}
命令接收执行类
// stock_receiver.c 命令模式真正的执行类，不直接对外，通过command来调用
#include "func.h"
/* 命令模式真正的执行类，不直接对外，通过command来调用 */
void stock_receiver_buy(StockReceiver *stock_receiver) {
printf("\r\n StockReceiver::buy() ", stock_receiver->name, stock_receiver->num);
}
void stock_receiver_sell(StockReceiver *stock_receiver) {
printf("\r\n StockReceiver::sell() ", stock_receiver->name, stock_receiver->num);
}
// 创建StockReceiver命令对象
StockReceiver *stock_receiver_constructor(char *name, int num)
{
printf("\r\n stock_receiver_constructor() ", name, num);
StockReceiver *receiver = (StockReceiver *)malloc(sizeof(StockReceiver));
strncpy(receiver->name, name, 50);
receiver->num = num;
receiver->buy = &stock_receiver_buy;
receiver->sell = &stock_receiver_sell;
return receiver;
}
测试调用
#include "../src/func.h"
int main(void)
{
printf("test start:\r\n");
/*
* 命令模式是一种行为设计模式，它将请求或操作封装成单个对象，并使其可以被参数化和延迟执行。
* 在命令模式中，客户端通过一个命令执行者invoker，去执行某个命令command
* 而命令则调用了业务类receiver的具体动作，从而完成真正的执行
* 这种方式将命令和执行者进行了有效解耦。
*/
// 先声明一个被操作对象，也就是接收者
StockReceiver *stocker_receiver1 = stock_receiver_constructor("Apple", 200);
// 再声明具体的命令
BuyCommand *buy_command = buy_command_constructor("buy_command");
buy_command->set_stock_receiver(buy_command, stocker_receiver1);
SellCommand *sell_command = sell_command_constructor("sell_command");
sell_command->set_stock_receiver(sell_command, stocker_receiver1);
// 最后声明调用者，由调用者来执行具体命令
CommandInvoker *invoker = command_invoker_constructor("invoker");
invoker->take_order(invoker, (Command *)buy_command);
invoker->take_order(invoker, (Command *)sell_command);
invoker->execute_orders(invoker);
// 再执行一只股票，声明新的接受者
StockReceiver *stock_receiver2 = stock_receiver_constructor("Google", 100);
BuyCommand *buy_command2 = buy_command_constructor("buy_command2");
// 这次只有buy命令
buy_command2->set_stock_receiver(buy_command2, stock_receiver2);
// 还用原来的invoker，或者新建invoker
invoker->take_order(invoker, (Command *)buy_command2);
invoker->execute_orders(invoker);
return 0;
}
更多语言版本
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