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研磨设计形式之命令模式-1

2012-09-19 
研磨设计模式之命令模式-1命令模式也是开发中常见的一个模式,也不是太难,比较简单,下面来详细的写一下命令

研磨设计模式之命令模式-1
命令模式也是开发中常见的一个模式,也不是太难,比较简单,下面来详细的写一下命令模式。



                         命令模式(Command)1
                        1.  场景问题
1.1  如何开机
        估计有些朋友看到这个标题会非常奇怪,电脑装配好了,如何开机?不就是按下启动按钮就可以了吗?难道还有什么玄机不成。
        对于使用电脑的客户——就是我们来说,开机确实很简单,按下启动按钮,然后耐心等待就可以了。但是当我们按下启动按钮过后呢?谁来处理?如何处理?都经历了怎样的过程,才让电脑真正的启动起来,供我们使用。
        先一起来简单的认识一下电脑的启动过程,了解一下即可。

?当我们按下启动按钮,电源开始向主板和其它设备供电
?主板的系统BIOS(基本输入输出系统)开始加电后自检
?主板的BIOS会依次去寻找显卡等其它设备的BIOS,并让它们自检或者初始化
?开始检测CPU、内存、硬盘、光驱、串口、并口、软驱、即插即用设备等等
?BIOS更新ESCD(扩展系统配置数据),ESCD是BIOS和操作系统交换硬件配置数据的一种手段
?等前面的事情都完成后,BIOS才按照用户的配置进行系统引导,进入操作系统里面,等到操作系统装载并初始化完毕,就出现我们熟悉的系统登录界面了。

1.2  与我何干
        讲了一通电脑启动的过程,有些朋友会想,这与我何干呢?
        没错,看起来这些硬件知识跟你没有什么大的关系,但是,如果现在提出一个要求:请你用软件把上面的过程表现出来,你该如何实现?
        首先把上面的过程总结一下,主要就这么几个步骤:首先加载电源,然后是设备检查,再然后是装载系统,最后电脑就正常启动了。可是谁来完成这些过程?如何完成?
        不能让使用电脑的客户——就是我们来做这些工作吧,真正完成这些工作的是主板,那么客户和主板如何发生联系呢?现实中,是用连接线把按钮连接到主板上的,这样当客户按下按钮的时候,就相当于发命令给主板,让主板去完成后续的工作。
        另外,从客户的角度来看,开机就是按下按钮,不管什么样的主板都是一样的,也就是说,客户只管发出命令,谁接收命令,谁实现命令,如何实现,客户是不关心的。


1.3  有何问题

        把上面的问题抽象描述一下:客户端只是想要发出命令或者请求,不关心请求的真正接收者是谁,也不关心具体如何实现,而且同一个请求的动作可以有不同的请求内容,当然具体的处理功能也不一样,请问该怎么实现?

2  解决方案
2.1  命令模式来解决
        用来解决上述问题的一个合理的解决方案就是命令模式。那么什么是命令模式呢?
(1)命令模式定义
        将一个请求封装为一个对象,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)应用命令模式来解决的思路
       首先来看看实际电脑的解决方案
       先画个图来描述一下,看看实际的电脑是如何处理上面描述的这个问题的,如图1所示:


                                  图1  电脑操作示意图

        当客户按下按钮的时候,按钮本身并不知道如何处理,于是通过连接线来请求主板,让主板去完成真正启动机器的功能。
        这里为了描述它们之间的关系,把主板画到了机箱的外面。如果连接线连接到不同的主板,那么真正执行按钮请求的主板也就不同了,而客户是不知道这些变化的。
        通过引入按钮和连接线,来让发出命令的客户和命令的真正实现者——主板完全解耦,客户操作的始终是按钮,按钮后面的事情客户就统统不管了。
        要用程序来解决上面提出的问题,一种自然的方案就是来模拟上述解决思路。
        在命令模式中,会定义一个命令的接口,用来约束所有的命令对象,然后提供具体的命令实现,每个命令实现对象是对客户端某个请求的封装,对应于机箱上的按钮,一个机箱上可以有很多按钮,也就相当于会有多个具体的命令实现对象。
        在命令模式中,命令对象并不知道如何处理命令,会有相应的接收者对象来真正执行命令。就像电脑的例子,机箱上的按钮并不知道如何处理功能,而是把这个请求转发给主板,由主板来执行真正的功能,这个主板就相当于命令模式的接收者。
        在命令模式中,命令对象和接收者对象的关系,并不是与生俱来的,需要有一个装配的过程,命令模式中的Client对象就来实现这样的功能。这就相当于在电脑的例子中,有了机箱上的按钮,也有了主板,还需要有一个连接线把这个按钮连接到主板上才行。
        命令模式还会提供一个Invoker对象来持有命令对象,就像电脑的例子,机箱上会有多个按钮,这个机箱就相当于命令模式的Invoker对象。这样一来,命令模式的客户端就可以通过Invoker来触发并要求执行相应的命令了,这也相当于真正的客户是按下机箱上的按钮来操作电脑一样。


2.2  模式结构和说明

        命令模式的结构如图2所示:


                              图2  命令模式结构图
Command:
        定义命令的接口,声明执行的方法。
ConcreteCommand:
        命令接口实现对象,是“虚”的实现;通常会持有接收者,并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
Receiver:
        接收者,真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者,只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
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。
Client:
        创建具体的命令对象,并且设置命令对象的接收者。注意这个不是我们常规意义上的客户端,而是在组装命令对象和接收者,或许,把这个Client称为装配者会更好理解,因为真正使用命令的客户端是从Invoker来触发执行。

2.3  命令模式示例代码

(1)先来看看命令接口的定义,示例代码如下:



                 图3  使用命令模式来实现示例的结构示意图
还是来看看示例代码,会比较清楚。
(1)定义主板
        根据前面的描述,我们会发现,真正执行客户命令或请求的是主板,也只有主板才知道如何去实现客户的命令,因此先来抽象主板,把它用对象描述出来。
        先来定义主板的接口,最起码主板会有一个能开机的方法,示例代码如下:
1.技嘉主板现在正在开机,请等候   2.接通电源......   3.设备检查......   4.装载系统......   5.机器正常运转起来......   6.机器已经正常打开,请操作  技嘉主板现在正在开机,请等候接通电源......设备检查......装载系统......机器正常运转起来......机器已经正常打开,请操作


        你可以给命令对象组装不同的主板实现类,然后再次测试,看看效果。
        事实上,你会发现,如果对象结构已经组装好了过后,对于真正的客户端,也就是真实的用户而言,任务就是面对机箱,按下机箱上的按钮,就可以执行开机的命令了,实际生活中也是这样的。

(5)小结
         如同前面的示例,把客户的开机请求封装成为一个OpenCommand对象,客户的开机操作就变成了执行OpenCommand对象的方法了?如果还有其它的命令对象,比如让机器重启的ResetCommand对象;那么客户按下按钮的动作,就可以用这不同的命令对象去匹配,也就是对客户进行参数化。
        用大白话描述就是:客户按下一个按钮,到底是开机还是重启,那要看参数化配置的是哪一个具体的按钮对象,如果参数化的是开机的命令对象,那就执行开机的功能,如果参数化的是重启的命令对象,那就执行重启的功能。虽然按下的是同一个按钮,但是请求是不同的,对应执行的功能也就不同了。
        在模式讲解的时候会给大家一个参数化配置的示例,这里就不多讲了。至于对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤销的操作等功能,也放到模式讲解里面。


未完待续......

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