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【命令设计模式详解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同语言实现

技术分享 3年前 (2023-03-31) 0 999+
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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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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

  1. 创建一个抽象命令接口，实现基本的命令方法。
  2. 创建多个具体命令类，实现抽象命令接口，以来命令接收者。
  3. 创建命令接收者，也就是具体业务类，接受命令并执行动作。
  4. 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

【命令设计模式详解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同语言实现

 

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() [name=" + this.name + " num=" + this.num + "]");    }     public void sell() {       System.out.println(this.getClass().getName() + "::sell() [name=" + this.name + " num=" + this.num + "]");    }     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   Num  int }  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[50];     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[50];     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[50];     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[50];     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[50];     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("rn BuyCommand::execute() [command->name=%s]", 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("rn SellCommand::execute() [command->name=%s]", 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("rnThe current command_list:");   for (int i = 0; i < command_list_size; i++)   {     printf("rn [i=%d, command->name=%s]", i, list[i]->name);   } }  // 把命令存储到调用者的命令列表 void invoker_take_order(CommandInvoker *invoker, Command *command) {   printf("rn CommandInvoker::take_order() [invoker->name=%s, command->name=%s, invoker->command_list_size=%d]", 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[i] = old_command_list[i];   }   free(old_command_list);    // 把新的命令添加列表最后   invoker->command_list[new_command_list_size - 1] = 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("rn 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[i];     command->execute(command);     command_list[i] = 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("rn command_invoker_constructor() [name=%s]", 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("rn StockReceiver::buy() [name=%s num=%d]", stock_receiver->name, stock_receiver->num); }  void stock_receiver_sell(StockReceiver *stock_receiver) {   printf("rn StockReceiver::sell() [name=%s num=%d]", stock_receiver->name, stock_receiver->num); }  // 创建StockReceiver命令对象 StockReceiver *stock_receiver_constructor(char *name, int num) {   printf("rn stock_receiver_constructor() [name=%s, num=%d]", 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:rn");     /*      * 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

不同语言实现设计模式源码：https://github.com/microwind/design-pattern

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