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14.命令模式(Command Pattern)
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发布时间:2023-04-04

本文共 2048 字,大约阅读时间需要 6 分钟。

Command模式:松耦合行为请求与实现

##耦合与变化

在软件开发中,耦合是一个普遍存在的问题。耦合关系将两个或多个组件紧密联系在一起,使得当其中一个发生变化时,另一个也随之改变。这种紧密的依赖关系会在系统发生变化时带来巨大的困难,影响系统的灵活性和可维护性。

在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常呈现“紧耦合”的特点。这种耦合关系在某些场景下并不合适,尤其是当需要对行为进行“记录、撤销/重做、事务”等处理时。这种无法抵御变化的紧耦合会限制系统的弹性和扩展性。

为了解决这一问题,我们可以将行为请求者与行为实现者解耦。通过将一组行为抽象为对象,可以实现二者之间的松耦合。这种松耦合的设计方式能够更好地应对系统变化的需求。

##意图

将一个请求封装为一个对象,使得客户端可以使用不同的请求对具体实现进行参数化。这种设计方式不仅支持“记录、撤销/重做、事务”等需求,还能够方便地对请求进行排队和日志记录。

##适用性

Command模式的适用场景包括:

  • 替代CallBack机制:在面向对象系统中,Command模式可以作为CallBack的替代方案。CallBack的概念是:在某个时刻将函数登记上,然后在以后调用此函数。Command模式通过将函数封装为对象,可以实现类似的功能。

  • 请求排队与异步处理:当需要在不同的时间指定请求,或者将请求排队时,Command模式可以派上用场。请求的发送者和接收者可以有不同的生命周期,Command对象可以在串形化后传输到远程机器上。

  • 支持撤销和重做:Command模式提供了自然的支持撤销和重做的机制。Command对象可以存储状态信息,当客户端需要撤销或重做操作时,可以通过调用相应的方法实现。

  • 数据日志与恢复:在系统崩溃或异常情况下,Command模式可以将所有数据更新记录到日志中。通过日志信息,系统可以在恢复时重新调用这些命令,执行数据更新。

  • ##生活中的例子

    Command模式的生活化例子可以通过餐馆点餐流程来理解。在餐馆服务员接收顾客的点单并记录到账单时,点单被封装为一个Command对象。服务员将Command对象排队等待处理,账单不依赖于具体的菜单项,可以为不同的顾客使用。这种松耦合的设计使得系统具有良好的扩展性和灵活性。

    ##代码实现

    在C#环境中,Command模式的实现可以通过以下步骤完成:

  • 定义抽象Command接口:定义一个抽象Command类,包含执行操作的抽象方法。

  • 创建具体Command类:根据具体需求创建多个具体的Command子类,每个子类实现AbstractCommand的Execute方法。

  • 引入Invoker角色:在Command模式中引入一个Invoker类,作为中间角色,负责调用具体Command对象的Execute方法。

  • 通过这种设计方式,客户端可以通过Invoker类调用命令,而不直接依赖具体的Command实现,这样可以实现行为请求者与实现者的松耦合。

    ##Command实现要点

  • 核心目的:Command模式的核心目标是将行为请求者与实现者解耦。通过将行为抽象为对象,可以实现松耦合。

  • 具体命令状态:实现Command接口的具体命令类可能需要保存额外的状态信息,以支持撤销和重做操作。

  • 合成命令:通过使用Composite模式,可以将多个Command对象封装为一个复合Command对象(MacroCommand)。

  • 与Delegate的区别:Command模式与C#中的Delegate有些类似,但两者在行为接口的定义上有所不同。Command模式采用面向对象的接口-实现规范,更符合抽象原则;Delegate采用函数签名定义,更灵活但抽象能力较弱。

  • ##Command的优缺点

    ###优点

  • 松耦合设计:Command模式允许行为请求者和实现者独立演化,提高系统的灵活性和可维护性。

  • 易于扩展:新增命令只需创建新的具体Command类,不影响其他已有类。

  • 支持撤销和重做:Command对象可以存储状态信息,支持撤销和重做操作。

  • 记录日志:Command对象可以记录操作日志,便于系统崩溃时恢复数据。

  • 异步处理:Command对象可以在串行化后传输到其他机器上,支持异步处理。

  • 合成命令:通过Composite模式,可以将多个Command对象封装为一个复合Command对象,支持宏命令。

  • ###缺点

  • 具体Command类数量多:某些系统需要创建大量的具体Command类,这可能导致代码复杂度增加。

  • 设计复杂度:引入Command模式需要额外的设计工作,包括抽象Command接口、具体Command类和Invoker类。

  • 性能问题:在处理大量Command对象时,可能会产生性能瓶颈,需要权衡设计与性能。

  • 通过以上分析,可以看出Command模式是一种非常有用的设计模式,尤其在需要解耦行为请求者与实现者、支持撤销和重做、以及进行异步处理的场景下,具有重要的应用价值。

    转载地址:http://bsrfk.baihongyu.com/

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