نمط الأمر

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Java على Coddy — الدرس 70 من 87.

يُعد نمط الأمر (Command Pattern) نمطاً تصميمياً سلوكياً يحول الطلب إلى كائن مستقل بذاته يحتوي على جميع المعلومات المتعلقة بالطلب. يتيح لك هذا التحويل تمرير الطلبات كوسيطات للدوال (method arguments)، وتأجيل تنفيذ الطلب أو وضعه في قائمة انتظار، ودعم العمليات القابلة للتراجع.

فكر في الأمر كأنه مطعم: فبدلاً من إخبار الطاهي مباشرة بما يجب طهيه، تقوم بكتابة طلبك على ورقة. يأخذ النادل (invoker) الورقة (command) إلى المطبخ، حيث يمكن وضعها في قائمة انتظار، أو تحديد أولويتها، أو حتى إلغاؤها. يفصل هذا النمط الكائن الذي يستدعي العملية عن الكائن الذي ينفذها.

يتكون النمط من أربعة مكونات رئيسية: واجهة Command تعلن عن التابع execute، وأصناف ConcreteCommand التي تنفذ إجراءات محددة، و Receiver يقوم بالعمل الفعلي، و Invoker يقوم بتشغيل الأوامر:

interface Command {
    void execute();
}

class Light {  // المستقبل
    public void turnOn() {
        System.out.println("Light is ON");
    }
    public void turnOff() {
        System.out.println("Light is OFF");
    }
}

class LightOnCommand implements Command {
    private Light light;
    
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    
    public void execute() {
        light.turnOn();
    }
}

class RemoteControl {  // المستدعي (Invoker)
    private Command command;
    
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

لا يعرف المستدعي ما هو الإجراء الذي سيتم تنفيذه - فهو يكتفي باستدعاء execute():

Light light = new Light();
Command lightOn = new LightOnCommand(light);

RemoteControl remote = new RemoteControl();
remote.setCommand(lightOn);
remote.pressButton();  // المخرجات: Light is ON

يتفوق نمط الأمر (Command Pattern) عندما تحتاج إلى وضع العمليات في طابور، أو تنفيذ خاصية التراجع/الإعادة، أو جدولة المهام للتنفيذ لاحقاً. يقوم كل أمر بتغليف كل ما هو مطلوب لتنفيذ إجراء ما، مما يجعل نظامك أكثر مرونة وقابلية للتوسع.

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام أتمتة للمنزل الذكي باستخدام نمط الأمر (Command Pattern)! ستقوم بإنشاء نظام حيث يمكن التحكم في أجهزة منزلية متنوعة من خلال الأوامر، مما يسمح بوضع الإجراءات في قائمة انتظار، وتنفيذها، وحتى تخزينها للاستخدام لاحقاً — تماماً مثل جهاز تحكم عن بعد عالمي لا يحتاج إلى معرفة كيفية عمل كل جهاز داخلياً.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر أربعة ملفات:

Command.java: قم بتعريف واجهة Command التي ستنفذها جميع أوامر الأجهزة. يجب أن تعلن عن طريقة واحدة execute() تقوم بتنفيذ إجراء الأمر.
Devices.java: قم بإنشاء فئتين للمستقبل (receiver classes) تمثلان أجهزة المنزل الذكي:
Television - تحتوي على الطرق powerOn() التي تطبع "TV is now ON"، و powerOff() التي تطبع "TV is now OFF"، و setChannel(int channel) التي تطبع "TV channel set to " متبوعة بـ [channel].

Thermostat - تحتوي على الطرق setTemperature(int temp) التي تطبع "Thermostat set to " متبوعة بـ [temp] و " degrees"، و turnOff() التي تطبع "Thermostat turned OFF".
Commands.java: قم بإنشاء فئات أوامر ملموسة (concrete command classes) تغلف عمليات الأجهزة:
TVOnCommand - تأخذ Television في منشئها (constructor) وتستدعي powerOn() عند التنفيذ.

TVOffCommand - تأخذ Television في منشئها وتستدعي powerOff() عند التنفيذ.

TVChannelCommand - تأخذ Television و int channel في منشئها، وتستدعي setChannel() مع تلك القناة عند التنفيذ.

ThermostatSetCommand - تأخذ Thermostat و int temperature في منشئها، وتستدعي setTemperature() مع تلك القيمة عند التنفيذ.
Main.java: قم بإنشاء فئة RemoteControl (المستدعي - invoker) التي تحتوي على طريقة setCommand(Command cmd) لتخزين أمر و pressButton() لتنفيذ الأمر المخزن.
في الطريقة الرئيسية (main method)، ستتلقى مدخلين: رقم قناة التلفزيون (عدد صحيح) ودرجة حرارة منظم الحرارة (عدد صحيح).

قم بإنشاء Television و Thermostat. قم بإنشاء RemoteControl واستعرض نمط الأمر من خلال:
1. إعداد TVOnCommand والضغط على الزر
2. إعداد TVChannelCommand مع قناة الإدخال الخاصة بك والضغط على الزر
3. إعداد ThermostatSetCommand مع درجة حرارة الإدخال الخاصة بك والضغط على الزر
4. إعداد TVOffCommand والضغط على الزر

ستتلقى مدخلين بالترتيب: قناة التلفزيون (عدد صحيح) ودرجة حرارة منظم الحرارة (عدد صحيح).

على سبيل المثال، مع المدخلات 5 و 72، سيكون مخرجك:

TV is now ON
TV channel set to 5
Thermostat set to 72 degrees
TV is now OFF

لاحظ كيف أن RemoteControl لا يتفاعل أبداً بشكل مباشر مع الأجهزة — فهو يعرف فقط واجهة Command. يغلف كل أمر كل ما هو مطلوب لأداء إجراءه، مما يسهل إضافة أجهزة وأوامر جديدة دون تغيير المستدعي!

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

// TODO: إنشاء فئة RemoteControl (المستدعي) مع:
// - دالة setCommand(Command cmd) لتخزين أمر
// - دالة pressButton() لتنفيذ الأمر المخزن

class RemoteControl {
    // TODO: تنفيذ RemoteControl
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // قراءة المدخلات
        int channel = scanner.nextInt();
        int temperature = scanner.nextInt();
        
        // TODO: إنشاء Television و Thermostat
        
        // TODO: إنشاء RemoteControl
        
        // TODO: توضيح نمط الأمر (Command Pattern):
        // 1. قم بتعيين TVOnCommand واضغط على الزر
        // 2. قم بتعيين TVChannelCommand مع القناة المدخلة واضغط على الزر
        // 3. قم بتعيين ThermostatSetCommand مع درجة الحرارة المدخلة واضغط على الزر
        // 4. قم بتعيين TVOffCommand واضغط على الزر
        
        scanner.close();
    }
}