python设计模式之命令模式的组成、场景、特点、示例
toyiye 2024-09-12 20:58 3 浏览 0 评论
命令模式(Command Pattern)是一种常用的设计模式,属于行为型模式的一种。它的主要目的是将一个请求封装为一个对象,从而允许用户使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。
1 命令模式的组成
命令模式通常包括以下几个角色:
- Command:命令接口,声明执行操作的接口。
- ConcreteCommand:具体命令,实现命令接口,并调用接收者的一个或多个动作来完成具体的命令。会保持一个接受者的引用。它是一个容器并不会执行具体处理
- Invoker:调用者,负责调用命令对象执行请求。
- Receiver:接收者,知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
- Client:客户端,创建一个具体命令对象,并设置其接收者。
2 使用场景
命令模式在实际场景中的作用主要体现在以下几个方面:
- 解耦调用者和接收者:
命令模式可以将发出命令的对象和接收以及执行命令的对象解耦。这意味着命令的发送者不需要知道具体是谁执行的命令,也不需要知道命令是如何实现的。这种解耦使得系统更加灵活,易于扩展和修改。 - 命令的排队与执行:
命令模式允许将命令保存在队列中,然后在需要的时候依次执行。这在多线程程序中特别有用,可以在一个线程中排队命令,并在另一个线程中一一执行,有效地实现了线程间的任务调度。 - 支持撤销和重做操作:
命令模式可以通过实现撤销(undo)和重做(redo)命令来支持用户的撤销操作,这在编辑器、图形界面工具等需要提供用户操作回退功能的应用中非常有用。 - 支持操作的宏命令:
通过命令模式,可以将多个命令组合成一个宏命令,然后以单一命令的方式执行。这种方式常用于实现复杂的用户界面操作、事务性操作,或是需要一系列步骤共同完成一个任务的场景。 - 动态调整命令:
由于命令是对象,可以在运行时动态地改变命令的参数,或者完全更换执行的命令。这为动态调整程序的行为提供了极大的灵活性。 - 日志和事务:
命令模式可以用来记录详细的日志,记录用户的具体操作,或者在需要的时候,实现对命令的持久化。在软件崩溃后,这些记录可以用来恢复用户的操作。在事务型系统中,可以用命令模式来实现事务的提交和回滚。
3 特点
- 解耦命令的发出者和执行者:发出请求的对象与接收和执行请求的对象是解耦的。
- 扩展性好:可以很容易地新增命令或者改变命令的执行者。
- 组合命令:可以组合多个命令,实现复杂的功能。
- 支持撤销操作:命令模式可以用来实现命令的撤销和重做。-
4 示例代码
- 用户界面按钮和菜单项:GUI中的每个按钮或菜单项基本上都是一个命令模式的实现。
- 多级撤销功能:通过命令模式实现命令的历史记录,用户可以进行撤销或重做操作。
- 事务型行为:命令模式可以与数据库事务结合使用,用于实现事务的逻辑,其中每个操作都可以看作是一个命令。
- 排队请求:比如工作队列的设计,将请求排队,并在不同的时间点处理它们。
- 复合命令:可以组合多个命令,形成宏命令。
4.1 用户界面按钮和菜单项
一个简单的遥控器操作电灯的开关:
class Command:
def execute(self):
pass
class Light:
"""接收者:电灯,执行与电灯相关的操作"""
def turn_on(self):
print("电灯打开了。")
def turn_off(self):
print("电灯关闭了。")
class TurnOnCommand(Command):
"""具体命令:打开电灯"""
def __init__(self, light):
self.light = light
def execute(self):
self.light.turn_on()
class TurnOffCommand(Command):
"""具体命令:关闭电灯"""
def __init__(self, light):
self.light = light
def execute(self):
self.light.turn_off()
class RemoteControl:
"""调用者:遥控器,发出命令的请求"""
def __init__(self):
self.command = None
def set_command(self, command):
self.command = command
def press_button(self):
self.command.execute()
# 客户端代码
light = Light()
turn_on = TurnOnCommand(light)
turn_off = TurnOffCommand(light)
remote = RemoteControl()
remote.set_command(turn_on)
remote.press_button()
remote.set_command(turn_off)
remote.press_button()
一个文本编辑器的例子 使用命令模式来实现复制和粘贴功能:
class Command:
def execute(self):
pass
class TextEditor:
def __init__(self, text=''):
self.text = text
self.clipboard = ''
def copy(self):
self.clipboard = self.text
print(f"已复制: {self.clipboard}")
def paste(self):
self.text += self.clipboard
print(f"当前文本: {self.text}")
class CopyCommand(Command):
def __init__(self, editor):
self.editor = editor
def execute(self):
self.editor.copy()
class PasteCommand(Command):
def __init__(self, editor):
self.editor = editor
def execute(self):
self.editor.paste()
editor = TextEditor("Hello")
copy_cmd = CopyCommand(editor)
paste_cmd = PasteCommand(editor)
copy_cmd.execute()
paste_cmd.execute()
4.2 多级撤销功能
一个简单的计算器,能够执行操作并支持撤销功能:
class Command:
def execute(self):
pass
def undo(self):
pass
class Calculator:
def __init__(self):
self.value = 0
def add(self, num):
self.value += num
print(f"当前值: {self.value}")
def subtract(self, num):
self.value -= num
print(f"当前值: {self.value}")
class AddCommand(Command):
def __init__(self, calc, num):
self.calc = calc
self.num = num
def execute(self):
self.calc.add(self.num)
def undo(self):
self.calc.subtract(self.num)
calc = Calculator()
cmd = AddCommand(calc, 10)
cmd.execute()
cmd.undo()
4.3 事务型行为
模拟了数据库事务的基本操作:
class Command:
def execute(self):
pass
def rollback(self):
pass
class Database:
def __init__(self):
self.data = {}
def insert(self, key, value):
self.data[key] = value
print(f"插入: {key} -> {value}")
def delete(self, key):
if key in self.data:
del self.data[key]
print(f"删除: {key}")
class InsertCommand(Command):
def __init__(self, db, key, value):
self.db = db
self.key = key
self.value = value
def execute(self):
self.db.insert(self.key, self.value)
def rollback(self):
self.db.delete(self.key)
db = Database()
cmd = InsertCommand(db, 'id1', 'Data 1')
cmd.execute()
cmd.rollback()
4.4 排队请求
如何使用命令模式将请求排队并在不同的时间点处理:
from queue import Queue
class Command:
def execute(self):
pass
class Worker:
def do_something(self, msg):
print(f"工作内容: {msg}")
class DoSomethingCommand(Command):
def __init__(self, worker, msg):
self.worker = worker
self.msg = msg
def execute(self):
self.worker.do_something(self.msg)
queue = Queue()
worker = Worker()
queue.put(DoSomethingCommand(worker, "任务1"))
queue.put(DoSomethingCommand(worker, "任务2"))
while not queue.empty():
cmd = queue.get()
cmd.execute()
4.5 复合命令
通过命令模式实现的宏命令示例,可以执行一系列命令:
class Command:
def execute(self):
pass
class MacroCommand(Command):
def __init__(self):
self.commands = []
def add_command(self, cmd):
self.commands.append(cmd)
def execute(self):
for cmd in self.commands:
cmd.execute()
class SimpleCommand(Command):
def __init__(self, payload):
self.payload = payload
def execute(self):
print(f"执行: {self.payload}")
macro = MacroCommand()
macro.add_command(SimpleCommand("步骤1"))
macro.add_command(SimpleCommand("步骤2"))
macro.execute()
相关推荐
- 为何越来越多的编程语言使用JSON(为什么编程)
-
JSON是JavascriptObjectNotation的缩写,意思是Javascript对象表示法,是一种易于人类阅读和对编程友好的文本数据传递方法,是JavaScript语言规范定义的一个子...
- 何时在数据库中使用 JSON(数据库用json格式存储)
-
在本文中,您将了解何时应考虑将JSON数据类型添加到表中以及何时应避免使用它们。每天?分享?最新?软件?开发?,Devops,敏捷?,测试?以及?项目?管理?最新?,最热门?的?文章?,每天?花?...
- MySQL 从零开始:05 数据类型(mysql数据类型有哪些,并举例)
-
前面的讲解中已经接触到了表的创建,表的创建是对字段的声明,比如:上述语句声明了字段的名称、类型、所占空间、默认值和是否可以为空等信息。其中的int、varchar、char和decimal都...
- JSON对象花样进阶(json格式对象)
-
一、引言在现代Web开发中,JSON(JavaScriptObjectNotation)已经成为数据交换的标准格式。无论是从前端向后端发送数据,还是从后端接收数据,JSON都是不可或缺的一部分。...
- 深入理解 JSON 和 Form-data(json和formdata提交区别)
-
在讨论现代网络开发与API设计的语境下,理解客户端和服务器间如何有效且可靠地交换数据变得尤为关键。这里,特别值得关注的是两种主流数据格式:...
- JSON 语法(json 语法 priority)
-
JSON语法是JavaScript语法的子集。JSON语法规则JSON语法是JavaScript对象表示法语法的子集。数据在名称/值对中数据由逗号分隔花括号保存对象方括号保存数组JS...
- JSON语法详解(json的语法规则)
-
JSON语法规则JSON语法是JavaScript对象表示法语法的子集。数据在名称/值对中数据由逗号分隔大括号保存对象中括号保存数组注意:json的key是字符串,且必须是双引号,不能是单引号...
- MySQL JSON数据类型操作(mysql的json)
-
概述mysql自5.7.8版本开始,就支持了json结构的数据存储和查询,这表明了mysql也在不断的学习和增加nosql数据库的有点。但mysql毕竟是关系型数据库,在处理json这种非结构化的数据...
- JSON的数据模式(json数据格式示例)
-
像XML模式一样,JSON数据格式也有Schema,这是一个基于JSON格式的规范。JSON模式也以JSON格式编写。它用于验证JSON数据。JSON模式示例以下代码显示了基本的JSON模式。{"...
- 前端学习——JSON格式详解(后端json格式)
-
JSON(JavaScriptObjectNotation)是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。它基于JavaScriptProgrammingLa...
- 什么是 JSON:详解 JSON 及其优势(什么叫json)
-
现在程序员还有谁不知道JSON吗?无论对于前端还是后端,JSON都是一种常见的数据格式。那么JSON到底是什么呢?JSON的定义...
- PostgreSQL JSON 类型:处理结构化数据
-
PostgreSQL提供JSON类型,以存储结构化数据。JSON是一种开放的数据格式,可用于存储各种类型的值。什么是JSON类型?JSON类型表示JSON(JavaScriptO...
- JavaScript:JSON、三种包装类(javascript 包)
-
JOSN:我们希望可以将一个对象在不同的语言中进行传递,以达到通信的目的,最佳方式就是将一个对象转换为字符串的形式JSON(JavaScriptObjectNotation)-JS的对象表示法...
- Python数据分析 只要1分钟 教你玩转JSON 全程干货
-
Json简介:Json,全名JavaScriptObjectNotation,JSON(JavaScriptObjectNotation(记号、标记))是一种轻量级的数据交换格式。它基于J...
- 比较一下JSON与XML两种数据格式?(json和xml哪个好)
-
JSON(JavaScriptObjectNotation)和XML(eXtensibleMarkupLanguage)是在日常开发中比较常用的两种数据格式,它们主要的作用就是用来进行数据的传...
你 发表评论:
欢迎- 一周热门
- 最近发表
- 标签列表
-
- r语言矩阵 (127)
- browsererror (114)
- exportexcel (119)
- cv2.bitwise_not (137)
- dump命令 (128)
- es6concat (126)
- heapify (127)
- java.security.egd (130)
- javax.annotation (117)
- jsstringsplit (117)
- js数字 (115)
- maven编译 (132)
- mysqlleft (128)
- nodejsbuffer (149)
- org.apache.commons.httpclient (126)
- org.jsoup (141)
- org.springframework.web (128)
- robotframework-ride (115)
- setnocounton (141)
- socket.gethostbyname (122)
- sqlmid (121)
- time.strptime (133)
- vscode格式化 (125)
- win32con (129)
- window.localstorage (126)