نمط الأمر

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

إن نمط الأمر (Command Pattern) هو نمط تصميم سلوكي يحول الطلب إلى كائن مستقل يحتوي على جميع المعلومات المتعلقة بالطلب. يتيح لك هذا التحويل تمرير الطلبات كوسيطات للدوال (method arguments)، وتأخير أو وضع تنفيذ الطلب في طابور، ودعم العمليات القابلة للتراجع.

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

يتكون النمط من أربعة مكونات رئيسية: واجهة Command التي تعلن عن الطريقة execute، وفئات ConcreteCommand التي تنفذ إجراءات محددة، و Receiver الذي يقوم بالعمل الفعلي، و Invoker الذي 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
    private Command command;
    
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

لا يعرف المستدعي (invoker) 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: الضوء قيد التشغيل

يتفوق نمط الأمر (Command Pattern) عندما تحتاج إلى وضع العمليات في طابور، أو تنفيذ وظائف التراجع/الإعادة، أو جدولة المهام للتنفيذ لاحقاً. يقوم كل أمر بتغليف كل ما هو مطلوب لتنفيذ إجراء معين، 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 ميثود واحدة execute() تقوم بتنفيذ إجراء الأمر.
Devices.java: قم بإنشاء فئتين مستقبلتين (receiver classes) تمثلان أجهزة المنزل الذكي:
Television - يحتوي على الميثودز 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 بقيمة [channel].

Thermostat - يحتوي على الميثودز setTemperature(int temp) التي تطبع "Thermostat set to " متبوعة بقيمة [temp] ثم " degrees"، و turnOff() التي تطبع "Thermostat turned OFF".
Commands.java: قم بإنشاء فئات أوامر ملموسة (concrete command classes) تغلف عمليات الأجهزة:
TVOnCommand - يأخذ كائن Television في المنشئ (constructor) الخاص به ويستدعي powerOn() عند التنفيذ.

TVOffCommand - يأخذ كائن Television في المنشئ الخاص به ويستدعي powerOff() عند التنفيذ.

TVChannelCommand - يأخذ كائن Television و int channel في المنشئ الخاص به، ويستدعي setChannel() مع تلك القناة عند التنفيذ.

ThermostatSetCommand - يأخذ كائن Thermostat و int temperature في المنشئ الخاص به، ويستدعي setTemperature() مع تلك القيمة عند التنفيذ.
Main.java: قم بإنشاء فئة RemoteControl (المستدعي - invoker) التي تحتوي على ميثود setCommand(Command cmd) لتخزين أمر ما و pressButton() لتنفيذ الأمر المخزن.
في الميثود الرئيسية (main method)، ستتلقى مدخلين: رقم قناة التلفزيون (عدد صحيح) ودرجة حرارة الثرموستات (عدد صحيح).

قم بإنشاء كائن Television وكائن 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 الثرموستات (عدد صحيح).

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

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 يجعل من السهل إضافة أجهزة وأوامر جديدة دون تغيير المستدعي!

ورقة مرجعية

يعد نمط الأمر (Command Pattern) نمط تصميم سلوكي يغلف الطلب ككائن، مما يسمح لك بتمثيل العملاء بطلبات مختلفة، وجدولة الطلبات أو تسجيلها، ودعم العمليات القابلة للتراجع.

يفصل هذا النمط الكائن الذي يستدعي العملية (المستدعي - invoker) عن الكائن الذي ينفذها بالفعل (المستقبل - receiver).

المكونات الرئيسية

الأمر (Command): واجهة تعلن عن الطريقة execute()
الأمر الملموس (ConcreteCommand): فئات تنفذ إجراءات محددة
المستقبل (Receiver): الكائن الذي يقوم بالعمل الفعلي
المستدعي (Invoker): الكائن الذي يطلق الأوامر

الهيكل الأساسي

// واجهة الأمر (Command interface)
interface Command {
    void execute();
}

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

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

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

الاستخدام

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

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

لا يعرف المستدعي الإجراء الذي سيتم تنفيذه — هو فقط يستدعي execute(). وهذا يجعل النظام مرنًا وقابلًا للتوسع، ومثاليًا لجدولة العمليات، أو تنفيذ وظائف التراجع/الإعادة، أو جدولة المهام.

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();
    }
}