命令模式

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 70 课，共 87 课。

命令模式是一种行为型设计模式，它会将请求转换为一个独立的对象，其中包含有关该请求的所有信息。这样，你就可以将请求作为方法参数传递，延迟或排队执行请求，并支持可撤销的操作。

可以把它想成一家餐厅：你不直接告诉厨师要做什么菜，而是把订单写在单子上。服务员（调用者）把单子（命令）送到厨房，在那里，订单可以排队、调整优先级，甚至取消。这种模式将调用操作的对象与执行操作的对象解耦。

该模式有四个关键组成部分：声明 execute 方法的 Command 接口，实现具体操作的 ConcreteCommand 类，执行实际工作的 Receiver，以及触发命令的 Invoker：

interface Command {
    void execute();
}

class Light {  // 接收者
    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 {  // 调用者
    private Command command;
    
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

调用者不知道将执行什么操作。它只会调用 execute()：

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

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

当你需要将操作加入队列、实现撤销/重做功能或安排稍后执行任务时，命令模式特别适用。每个命令都封装了执行操作所需的一切，让你的系统更加灵活、易于扩展。

挑战

简单

让我们使用命令模式来构建一个智能家居自动化系统！你将创建一个系统，通过命令控制各种家用设备，从而可以将操作排队、执行，甚至保存起来供以后使用，就像一个不需要了解每台设备内部工作原理的万能遥控器。

你将把代码组织在四个文件中：

Command.java：定义所有设备命令都将实现的 Command 接口。它应声明一个 execute() 方法，用于执行命令的操作。
Devices.java：创建两个表示智能家居设备的接收者类：
Television：包含 powerOn() 方法，该方法会输出 TV is now ON；包含 powerOff() 方法，该方法会输出 TV is now OFF；还包含 setChannel(int channel) 方法，该方法会输出 TV channel set to [channel]。

Thermostat：包含 setTemperature(int temp) 方法，该方法会输出 Thermostat set to [temp] degrees；还包含 turnOff() 方法，该方法会输出 Thermostat turned OFF。
Commands.java：创建封装设备操作的具体命令类：
TVOnCommand：在构造函数中接收一个 Television，执行时调用 powerOn()。

TVOffCommand：在构造函数中接收一个 Television，执行时调用 powerOff()。

TVChannelCommand：在构造函数中接收一个 Television 和一个 int channel，执行时使用该频道调用 setChannel()。

ThermostatSetCommand：在构造函数中接收一个 Thermostat 和一个 int temperature，执行时使用该温度调用 setTemperature()。
Main.java：创建一个 RemoteControl 类（调用者），其中包含 setCommand(Command cmd) 方法，用于存储命令；还包含 pressButton() 方法，用于执行存储的命令。
在主方法中，你将接收两个输入：电视频道号（整数）和恒温器温度（整数）。

创建一个 Television 和一个 Thermostat。创建一个 RemoteControl，并通过以下操作演示命令模式：
1. 设置一个 TVOnCommand 并按下按钮
2. 设置一个带有输入频道的 TVChannelCommand 并按下按钮
3. 设置一个带有输入温度的 ThermostatSetCommand 并按下按钮
4. 设置一个 TVOffCommand 并按下按钮

你将按顺序接收两个输入：电视频道（整数）和恒温器温度（整数）。

例如，输入为 5 和 72 时，输出为：

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

注意，RemoteControl 从不直接与设备交互。它只了解 Command 接口。每个命令都封装了执行其操作所需的一切，因此无需更改调用者，就能轻松添加新设备和命令！

亲手试试

import java.util.Scanner;

// TODO: 创建 RemoteControl 类（调用者），包含：
// 使用 setCommand(Command cmd) 方法存储命令
// 使用 pressButton() 方法执行存储的命令

class RemoteControl {
    // TODO: 实现 RemoteControl
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 读取输入
        int channel = scanner.nextInt();
        int temperature = scanner.nextInt();
        
        // TODO: 创建一个 Television 和一个 Thermostat
        
        // TODO: 创建一个 RemoteControl
        
        // TODO: 演示命令模式：
        // 1. 设置 TVOnCommand，然后按下按钮
        // 2. 使用输入的频道设置 TVChannelCommand，然后按下按钮
        // 3. 使用输入的温度设置 ThermostatSetCommand，然后按下按钮
        // 4. 设置 TVOffCommand，然后按下按钮
        
        scanner.close();
    }
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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