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命令模式(一)

时间:2017-07-08 21:01:33      阅读:234      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:设计模式   命令模式   

可撤销的操作

        可撤销操作的意思就是:放弃该操作,回到未执行该操作前的状态。这个功能是一个非常重要的功能,几乎所有GUI应用里面都有撤消操作的功能。GUI的菜单是命令模式最典型的应用之一,所以你总是能在菜单上找到撤销这样的菜单项。
        既然这么常用,那该如何实现呢?
        有两种基本的思路来实现可撤销的操作,一种是补偿式,又称反操作式:比如被撤销的操作是加的功能,那撤消的实现就变成减的功能;同理被撤销的操作是打开的功能,那么撤销的实现就变成关闭的功能。
        另外一种方式是存储恢复式,意思就是把操作前的状态记录下来,然后要撤销操作的时候就直接恢复回去就可以了。
        这里先讲第一种方式,就是补偿式或者反操作式,第二种方式放到备忘录模式中去讲解。为了让大家更好的理解可撤销操作的功能,还是用一个例子来说明会比较清楚。
1:范例需求
        考虑一个计算器的功能,最简单的那种,只能实现加减法运算,现在要让这个计算器支持可撤销的操作。
2:补偿式或者反操作式的解决方案
(1)在实现命令接口之前,先来定义真正实现计算的接口,没有它命令什么都做不了,操作运算的接口的示例代码如下:

/** 
 * 操作运算的接口 
 */  
public interface OperationApi {  
    /** 
     * 获取计算完成后的结果 
     * @return 计算完成后的结果 
     */  
    public int getResult();  
    /** 
     * 设置计算开始的初始值 
     * @param result 计算开始的初始值 
     */  
    public void setResult(int result);  
    /** 
     * 执行加法 
     * @param num 需要加的数 
     */  
    public void add(int num);  
    /** 
     * 执行减法 
     * @param num 需要减的数 
     */  
    public void substract(int num);  
}

定义了接口,来看看真正执行加减法的实现,示例代码如下:

/** 
 * 运算类,真正实现加减法运算 
 */  
public class Operation implements OperationApi{  
    /** 
     * 记录运算的结果 
     */  
    private int result;  
    public int getResult() {  
        return result;  
    }  
    public void setResult(int result) {  
        this.result = result;  
    }     
    <strong>public void add(int num){ //实现加法 功能 result += num; } public void substract(int num){ //实现减法 功能 result -= num; }</strong>  
}

(2)接下来,来抽象命令接口,由于要支持可撤销的功能,所以除了跟前面一样定义一个执行方法外,还需要定义一个撤销操作的方法,示例代码如下:

/** 
 * 命令接口,声明执行的操作,支持可撤销操作 
 */  
public interface Command {  
    /** 
     * 执行命令对应的操作 
     */  
    public void execute();  
    /** 
     * 执行撤销命令对应的操作 
     */  
    public void undo();  
}

(3)应该来实现命令了,具体的命令分成了加法命令和减法命令,先来看看加法命令的实现,示例代码如下:

/** 
 * 具体的加法命令实现对象 
 */  
public class AddCommand implements Command{  
    /** 
     * 持有具体执行计算的对象 
     */  
    private OperationApi operation = null;  
    /** 
     * 操作的数据,也就是要加上的数据 
     */  
    private int opeNum;  
      
    <strong>public void execute() { //转调接收者去真正执行功能,这个命令是做加法 this.operation.add(opeNum); } public void undo() { //转调接收者去真正执行功能 //命令本身是做加法,那么撤销的时候就是做减法了 this.operation.substract(opeNum); }</strong>  
              /** 
     * 构造方法,传入具体执行计算的对象 
     * @param operation 具体执行计算的对象 
     * @param opeNum 要加上的数据 
     */  
    public AddCommand(OperationApi operation,int opeNum){  
        this.operation = operation;  
        this.opeNum = opeNum;  
    }  
}

减法命令和加法类似,只是在实现的时候和加法反过来了,示例代码如下:

/** 
 * 具体的减法命令实现对象 
 */  
public class SubstractCommand implements Command{  
    /** 
     * 持有具体执行计算的对象 
     */  
    private OperationApi operation = null;  
    /** 
     * 操作的数据,也就是要减去的数据 
     */  
    private int opeNum;  
    /** 
     * 构造方法,传入具体执行计算的对象 
     * @param operation 具体执行计算的对象 
     * @param opeNum 要减去的数据 
     */  
    public SubstractCommand(OperationApi operation,int opeNum){  
        this.operation = operation;  
        this.opeNum = opeNum;  
    }     
      
    <strong>public void execute() { //转调接收者去真正执行功能,这个命令是做减法 this.operation.substract(opeNum); } public void undo() { //转调接收者去真正执行功能 //命令本身是做减法,那么撤销的时候就是做加法了 this.operation.add(opeNum); }</strong>  
}

(4)接下来应该看看计算器了,计算器就相当于Invoker,持有多个命令对象,计算器是实现可撤销操作的地方。
为了大家更好的理解可撤销的功能,先来看看不加可撤销操作的计算器类什么样子,然后再添加上可撤销的功能示例。示例代码如下:

/** 
 * 计算器类,计算器上有加法按钮、减法按钮 
 */  
public class Calculator {  
    /** 
     * 持有执行加法的命令对象 
     */  
    private Command addCmd = null;  
    /** 
     * 持有执行减法的命令对象 
     */  
    private Command substractCmd = null;  
    /** 
     * 设置执行加法的命令对象 
     * @param addCmd 执行加法的命令对象 
     */  
    public void setAddCmd(Command addCmd) {  
        this.addCmd = addCmd;  
    }  
    /** 
     * 设置执行减法的命令对象 
     * @param substractCmd 执行减法的命令对象 
     */  
    public void setSubstractCmd(Command substractCmd) {  
        this.substractCmd = substractCmd;  
    }     
    /** 
     * 提供给客户使用,执行加法 功能 
     */  
    public void addPressed(){  
        this.addCmd.execute();  
    }  
    /** 
     * 提供给客户使用,执行减法 功能 
     */  
    public void substractPressed(){  
        this.substractCmd.execute();  
    }  
}

 目前看起来跟前面的例子实现得差不多,现在就在这个基本的实现上来添加可撤销操作的功能。
要想实现可撤销操作,首先就需要把操作过的命令记录下来,形成命令的历史列表,撤销的时候就从最后一个开始执行撤销。因此我们先在计算器类里面加上命令历史列表,示例代码如下:

/** 
* 命令的操作的历史记录,在撤销时候用 
*/  
private List<Command> undoCmds = new ArrayList<Command>();

什么时候向命令的历史记录里面加值呢?
        很简单,答案是在每个操作按钮被按下的时候,也就是你操作加法按钮或者减法按钮的时候,示例代码如下

     public void addPressed(){  
    this.addCmd.execute();  
    //把操作记录到历史记录里面  
    undoCmds.add(this.addCmd);  
}  
public void substractPressed(){  
    this.substractCmd.execute();  
    //把操作记录到历史记录里面  
    undoCmds.add(this.substractCmd);  
}

然后在计算器类里面添加上一个撤销的按钮,如果它被按下,那么就从命令历史记录里取出最后一个命令来撤销,撤消完成后要把已经撤销的命令从历史记录里面删除掉,相当于没有执行过该命令了,示例代码如下:

public void undoPressed(){  
    if(this.undoCmds.size()>0){  
        //取出最后一个命令来撤销  
        Command cmd = this.undoCmds.get(this.undoCmds.size()-1);  
        cmd.undo();  
        //然后把最后一个命令删除掉,  
        this.undoCmds.remove(cmd);  
    }else{  
        System.out.println("很抱歉,没有可撤销的命令");  
    }  
}

同样的方式,还可以实现恢复的功能,也为恢复设置一个可恢复的列表,需要恢复的时候从列表里面取最后一个命令进行重新执行就好了,示例代码如下:

/** 
* 命令被撤销的历史记录,在恢复时候用 
*/  
private List<Command> redoCmds = new ArrayList<Command>();

那么什么时候向这个集合里面赋值呢?大家要注意,恢复的命令数据是来源于撤销的命令,也就是说有撤销才会有恢复,所以在撤销的时候向这个集合里面赋值,注意要在撤销的命令被删除前赋值。示例代码如下:

public void undoPressed(){  
    if(this.undoCmds.size()>0){  
        //取出最后一个命令来撤销  
        Command cmd = this.undoCmds.get(this.undoCmds.size()-1);  
        cmd.undo();  
        <strong>//如果还有恢复的功能,那就把这个命令记录到恢复的历史记录里面 this.redoCmds.add(cmd);</strong>  
        //然后把最后一个命令删除掉,  
        this.undoCmds.remove(cmd);  
    }else{  
        System.out.println("很抱歉,没有可撤销的命令");  
    }  
}

那么如何实现恢复呢?请看示例代码:

public void redoPressed(){  
    if(this.redoCmds.size()>0){  
        //取出最后一个命令来重做  
        Command cmd = this.redoCmds.get(this.redoCmds.size()-1);  
        cmd.execute();        
        <strong>//把这个命令记录到可撤销的历史记录里面 this.undoCmds.add(cmd);</strong>  
        //然后把最后一个命令删除掉  
        this.redoCmds.remove(cmd);  
    }else{  
        System.out.println("很抱歉,没有可恢复的命令");  
    }  
}

好了,分步讲解了计算器类,一起来看看完整的计算器类的代码:

/** 
 * 计算器类,计算器上有加法按钮、减法按钮,还有撤销和恢复的按钮 
 */  
public class Calculator {  
    /** 
     * 命令的操作的历史记录,在撤销时候用 
     */  
    private List<Command> undoCmds = new ArrayList<Command>();  
    /** 
     * 命令被撤销的历史记录,在恢复时候用 
     */  
    private List<Command> redoCmds = new ArrayList<Command>();  
      
    private Command addCmd = null;  
    private Command substractCmd = null;  
    public void setAddCmd(Command addCmd) {  
        this.addCmd = addCmd;  
    }  
    public void setSubstractCmd(Command substractCmd) {  
        this.substractCmd = substractCmd;  
    }     
    public void addPressed(){  
        this.addCmd.execute();  
        //把操作记录到历史记录里面  
        undoCmds.add(this.addCmd);  
    }  
    public void substractPressed(){  
        this.substractCmd.execute();  
        //把操作记录到历史记录里面  
        undoCmds.add(this.substractCmd);  
    }  
    public void undoPressed(){  
        if(this.undoCmds.size()>0){  
            //取出最后一个命令来撤销  
            Command cmd = this.undoCmds.get(undoCmds.size()-1);  
            cmd.undo();  
            //如果还有恢复的功能,那就把这个命令记录到恢复的历史记录里面  
            this.redoCmds.add(cmd );  
            //然后把最后一个命令删除掉,  
            this.undoCmds.remove(cmd);  
        }else{  
            System.out.println("很抱歉,没有可撤销的命令");  
        }  
    }  
    public void redoPressed(){  
        if(this.redoCmds.size()>0){  
            //取出最后一个命令来重做  
            Command cmd = this.redoCmds.get(redoCmds.size()-1);  
            cmd.execute();        
            //把这个命令记录到可撤销的历史记录里面  
            this.undoCmds.add(cmd);  
            //然后把最后一个命令删除掉  
            this.redoCmds.remove(cmd);  
        }else{  
            System.out.println("很抱歉,没有可恢复的命令");  
        }  
    }  
}

(5)终于到可以收获的时候了,写个客户端,组装好命令和接收者,然后操作几次命令,来测试一下撤销和恢复的功能,示例代码如下:

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        //1:组装命令和接收者  
        //创建接收者  
        OperationApi operation = new Operation();  
        //创建命令对象,并组装命令和接收者  
        AddCommand addCmd = new AddCommand   (operation,5);  
        SubstractCommand substractCmd =   
                                    new SubstractCommand(operation,3);  
          
        //2:把命令设置到持有者,就是计算器里面  
        Calculator calculator = new Calculator();  
        calculator.setAddCmd(addCmd);  
        calculator.setSubstractCmd(substractCmd);  
          
        //3:模拟按下按钮,测试一下  
        calculator.addPressed();  
        System.out.println("一次加法运算后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
        calculator.substractPressed();  
        System.out.println("一次减法运算后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
          
        //测试撤消  
        calculator.undoPressed();  
        System.out.println("撤销一次后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
        calculator.undoPressed();  
        System.out.println("再撤销一次后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
          
        //测试恢复  
        calculator.redoPressed();  
        System.out.println("恢复操作一次后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
        calculator.redoPressed();  
        System.out.println("再恢复操作一次后的结果为:"  
                                     +operation.getResult());  
    }  
}

(6)运行一下,看看结果,享受一下可以撤销和恢复的操作,结果如下:

一次加法运算后的结果为:5  
一次减法运算后的结果为:2  
撤销一次后的结果为:5  
再撤销一次后的结果为:0  
恢复操作一次后的结果为:5  
再恢复操作一次后的结果为:2

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