命令模式筆記-後篇
以下定義採自深入淺出設計模式一書：
記得前篇介紹了簡單命令模式，他的圖長這樣：
記得前篇我們提出的創新需求是什麼：
「將來這個廠牌假如出了一系列的產品，可能包含了5種，那在遙控器上設定五個插槽，每購買一台就附上一個插卡晶片
而遙控器能讓我能自由插上所有我可以購買機器的話。那我不就有一個萬用遙控器了，這種自由度不是更棒嗎？」
我們透過完成了命令模式的遙控器API後，我想就可以操控房間裡面的所有電器了吧…
記得插糟嗎？上一篇我們為了操控CDPlayer，所以宣告了CDPlayerOnCommand
那現在假如我有五項電器產品，包含了電腦、遊樂器、電扇、音響以及電燈的話，那該怎麼辦！
計劃是這樣的：我們可以為遙控器的每一個插糟，都對應一個命令，讓遙控器變成Invoker(調用者)，當按下遙控器的按鈕以後
就呼叫對應命令物件的execute()方法，而接收者(那些器材)的動作就會被調用
這個遙控器可能就是長成這個樣子，前一篇我們只有設計一個slot，讓CDPlayer插入他的晶片。
直覺上，我們可以透過陣列來存放這一些不同的器材與設備。然後以類似的方式，將命令指定給遙控器，像下面一樣：
1: onCommands[0] = onCommand;
2: offCommands[0] = offCommand;
陣列這麼好用的話，我們來實踐遙控器吧！
1:
2:
3: public interface Command{
4: public void execute();
5: public string getClass();
6: }
7:
8:
9: public class MyRoomController
10: {
11: Command[] onCommands;
12: Command[] offCommands;
13: public MyRoomController()
14: {
15: //共有五個插糟
16: onCommands = new Command[5];
17: offCommands = new Command[5];
18:
19: Command noCommand = new NoComand();
20:
21: for (int i = 0; i < 5; i++)
22: {
23: onCommands[i] = noCommand;
24: offCommands[i] = noCommand;
25: }
26: }
27:
28: public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand)
29: {
30: onCommands[slot] = onCommand;
31: offCommands[slot] = offCommand;
32: }
33:
34: public void onButtonWasPushed(int slot)
35: {
36: onCommands[slot].execute();
37: }
38:
39: public void offButtonWasPushed(int slot)
40: {
41: offCommands[slot].execute();
42: }
43:
44: public string toString()
45: {
46: //改寫ToString()印出插糟名稱與對應的命令！
47: StringBuilder sb = new StringBuilder();
48: sb.Append("\n---------遙控器--------\n");
49: for (int i = 0; i < 5; i++)
50: {
51: sb.Append("[Slot"+ i +"]"+onCommands[i].getClass()+" " + offCommands[i].getClass()+"\n");
52: }
53:
54: return sb.ToString();
55: }
56: }
別忘了，遙控器也只是一個調用者，我們先來實踐一些接收者吧！
我們先實踐介面可能最單純的燈物件
1: //例如這個燈物件
2: public class Light{
3: string Location;
4: public Light(string Location){
5: this.Location = Location;
6: }
7:
8: public void getName(){
9: return this.Location();
10: }
11:
12: public void off(){
13: Console.Write(this.Location + "的燈被關了\n");
14: }
15:
16: public void on(){
17: Console.Write(this.Location + "的燈被開了\n");
18: }
19: }
延續前篇，我們要實踐一個命令，讓人調用，所以也要宣告一個實踐Command介面的一個命令出來喲
1: //燈就簡單多了，只有開跟關，當然你也可以寫一個更複雜，更多元的燈
2: public class LightOnCommand : Command
3: {
4: Light light;
5:
6: public LightOnCommand(Light light){
7: this.light = light;
8: }
9:
10: public void execute(){
11: this.light.on();
12: }
13:
14: public Light getClass()
15: {
16: return this.light;
17: }
18: }
那音響呢？這樣也要寫一個音響物件出來耶…沒錯，當你可以寫出來以後，相信你已經有能力可以完成你房間內所有電器的自動化的命令了！
1: //音響介面
2: public class Stereo{
3: string Location;
4:
5: public Stereo(string Location)
6: {
7: this.Location = Location;
8: }
9:
10: public void getName()
11: {
12: return this.Location() + "的音響";
13: }
14:
15: public void off(){
16: Console.Write("音響關了\n");
17: }
18:
19:
20: public void on(){
21: Console.Write("音響開了\n");
22: }
23:
24:
25: public void setVolume(int n){
26: Console.Write("音量調成了"+n.ToString()+"\n");
27: }
28:
29:
30: public void setCD(string cd){
31: Console.Write("放入了"+cd+"的CD\n");
32: }
33: }
好了，先這樣，我想，還不用測試，你就知道結果了吧！那我們測試先暫緩
剛剛onButtonWasPushed()的函式中，可能會需要這樣的程式碼：
1: public void onButtonWasPushed(int slot)
2: {
3: if (onCommands[slot]!=null)
4: onCommands[slot].execute();
5: }
6:
7: //空物件
8: public class NoCommand:Command
9: {
10: public void execute(){}
11: public void getClass(){
12: Console.write("沒有命令");
13: }
14: }
15:
16: //建構式中
17: Command noCommand = new NoComand();
18: for (int i = 0; i < 5; i++)
19: {
20: onCommands[i] = noCommand;
21: offCommands[i] = noCommand;
22: }
註：上面實踐了一種模式，NoCommand是一個空物件(null object)，當需要一個沒有任何意義值時，空物件就很有用
Client也可將處理Null的責任轉移給空物件。
在這邊為例，遙控器不可能一出廠就知道你家有哪些電器需要命令來設定，所以提供了NoCommand物件作為代用品
他的責任就是，被執行到execute()的時候，什麼也不做，很多時候，空物件本身也是一種設計模式！
另外命令模式中還有一個特色要好好給他介紹一下：
命令是可以復原的！例如，電燈開了以後要復原他的命令，自然是把燈關閉了！
那關閉了音響以後，復原命令自然就是開啟音響囉！
既然命令都可以復原，那麼我們應該怎麼做呢？？
在命令模式中實在是再簡單不多了！去針對介面寫程式吧！
1: public interface Command{
2: public void execute();
3: public void undo();
4:
5: public string getClass();
6: }
相對的，命令物件就要這樣做：
1: //燈就簡單多了，只有開跟關，當然你也可以寫一個更複雜，更多元的燈
2: public class LightOnCommand : Command
3: {
4: Light light;
5:
6: public LightOnCommand(Light light){
7: this.light = light;
8: }
9:
10: public void execute(){
11: this.light.on();
12: }
13:
14: public void undo()
15: {
16: this.light.off();
17: }
18:
19: public string getClass()
20: {
21: return this.light.getName();
22: }
23: }
相信你也知道LightOffCommand要怎麼實作了。
為了因應這樣復原按鈕的支援，所以，必須對遙控器類別作一些修改(看綠色的註解處)
1: public class MyRoomController
2: {
3: Command[] onCommands;
4: Command[] offCommands;
5: //復原功能的小修改
6: Command undoCommand;
7:
8: public MyRoomController()
9: {
10: onCommands = new Command[5];
11: offCommands = new Command[5];
12:
13:
14: Command noCommand = new NoComand();
15:
16: for (int i = 0; i < 5; i++)
17: {
18: onCommands[i] = noCommand;
19: offCommands[i] = noCommand;
20: }
21: //復原功能的小修改
22: undoCommand = noCommand();
23: }
24:
25: public void setCommand(int slot, Command onCommand, Command offCommand)
26: {
27: onCommands[slot] = onCommand;
28: offCommands[slot] = offCommand;
29: }
30:
31: public void onButtonWasPushed(int slot)
32: {
33: onCommands[slot].execute();
34: //復原功能的小修改
35: undoCommand = onCommands[slot];
36: }
37:
38: public void offButtonWasPushed(int slot)
39: {
40: offCommands[slot].execute();
41: //復原功能的小修改
42: undoCommand = offCommands[slot];
43: }
當你所控制的物件狀態只有兩種的時候，自然不會有問題，就是用上上面的方式來處理命令的實踐(Light.on or off)
但是假如你有先前執行的狀態的時候，通常想要實踐這樣的功能，需要去紀錄一些狀態，例如，Office的復原或是下一步的按鈕
想要回到上一步或下一步，就務必記錄下來狀態，因此，我們這時候，可以將物件的狀態變數，記錄在命令類別中。
例如：
1: public class ElectronicFanSpeedHighCommand():Command
2: {
3: ElectronicFan electronicfan;
4: //記錄狀態的變數。
5: string prevSpeed;
6:
7: public ElectronicFanSpeedHighCommand(ElectronicFan ElectronicFan){
8: this.electronicfan = ElectronicFan;
9: }
10:
11: public void execute(){
12: prevSpeed = electronicfan.getSpeed();//寫在風扇的物件方法中
13: electronicfan.speedHigh(); //改變速度之前，要像上一行一樣記錄狀態。
14: }
15:
16: public void undo(){
17: if (prevSpeed == electronicfan.HIGH) //常數
18: electronicfan.speedHigh();
19: if (prevSpeed == electronicfan.LOW) //常數
20: electronicfan.speedLow();
21: //以此類推
22: }
23: }
命令模式很容易的可以加入復原功能吧…而且將來需求又來的時候，只需要改到命令的實作類別而己。
然而…遙控器會不會夢想太小呢？
既然都已經是萬用遙控器了，那家庭自動化如何呢？？
試想按下一個按鈕，就同時關燈，打開音響和電視，設定好DVD，並讓冷氣打開
或者是現在許多會議室都配置了自動化環境設定，可以快速進入會議模式、簡報模式或是上課模式的話
那這樣啟不是完美嗎？至少省去了很多試開關的動作呢…。
再回到Office的應用…「巨集」就是這樣的一個概念。將一連串的動作都”錄”下來，然後依序去執行，甚至…可以復原？
哇嗚，來實踐看看
1: //巨集，一次不只執行一個命令，不錯吧
2: public class MacroCommand : Command
3: {
4: Command[] commands;
5: public MacroCommand(Command[] commands)
6: {
7: this.commands = commands;
8: }
9:
10: public void execute()
11: {
12: //依序執行命令
13: for (int i = 0; i < commands.Length; i++)
14: {
15: commands[i].execute();
16: }
17: }
18: }
測試的時候，就如以下方式來建立”命令”巨集，下面例子是建立音樂廳模式，然後將這個模式設定到遙控器上！
1: //音樂廳模式：關燈後，又開音響...以此類推
2:
3: //建立所有的裝置
4: Light light = new Light("我房間");
5: Stereo stereo = new Stereo("我房間");
6: //...以此類推
7:
8:
9: //建立所有命令
10: LightOffCommand lightOff = new LightOffCommand(light);
11: StereoOnWithCDCommand stereoOn = new StereoOnWithCDCommand(stereo);
12: //...以此類推
13:
14:
15: //建立巨集陣列
16: Command[] concertModeOn = { lightOff, stereoOn };
17: Command[] concertModeOff = { lightOn, stereoOff };
18: MacroCommand concertModeOnMacro = new MacroCommand(concertModeOn);
19: MacroCommand concertModeOffMacro = new MacroCommand(concertModeOff);
20:
21: //設定給遙控器按鈕
22: MyRoomController Controller = new MyRoomController();
23: Controller.setCommand(0, concertModeOnMacro, concertModeOffMacro);
最後，巨集命令可以復原嗎？當然可以
既然建立了Interface，而且規範了undo方法。
你只需要在MacroCommand中，建立一個Undo()函式，然後跟執行一樣，去逐一復原每一道命令。
後記：
命令模式見到了他的本尊，可想而知他的靈活之處，這個模式將發出請求的物件與執行請求的物件鬆綁，而且命令物件可以一個或是一組動作。
只是很常見的，我們通常習慣在一個函式中，將所有的請求執行完，而不是將工作交由接收者(例如燈)去進行，當然這是個聰明(複雜笨重)的物件實踐行為
但這個物件就被緊緊的綁住了，只是如此一來，也不行能把接收者當作參數傳給命令物件。
最後的最後，再來複習一下命令模式吧：
命令模式：將請求封裝成物件，這可以讓你使用不同的請求、佇列、或者是日誌，來參數化其他物件。命令模式也可以支援復原操作。
註：
命令模式還有更多的用途：例如佇列的請求(網頁伺服器、排程器、執行緒池等…)，工作佇列的應用，可以將實踐命令介面的物件放到佇列後
有效地去將執行緒的運算限制在固定數目中進行，如此一來，這樣可以有效的管理運算資源的使用。
還有日誌請求(特別是例如Office軟體這類的大型應用程式)，這些都擴充了命令模式。
例如日誌的實作，通常調用了大型資料結構的動作，而藉由日誌記錄所有操作，如果系統出狀況，從一個CheckPoint
再重新採用這些操作。而不是每一個變動後，就記錄整個資訊(例如試算表、簡報等)，這些技術後續被擴充採用交易機制(Transaction)