Python 设计模式——命令模式

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命令模式是一种行为设计模式。可以用来实现比如安装软件时的安装向导功能，通常安装向导会通过多个步骤根据用户的选择了解用户的偏好。安装向导首先启动一个名为 Command 的对象，用于存储在向导的多个步骤中用户指定的选项。当用户在最后一个步骤中点击完成按钮时，Command 对象就会运行 execute() 方法，该方法会考察所有存储的选项并完成相应的安装过程。

UML

命令模式通常包含以下术语：

  • Command 对象了解 Receiver 对象的情况，并能调用其方法
  • 调用者（Invoker）方法的参数值存储在 Command 对象中
  • 调用者知道如何执行命令
  • 客户端（Client）用来创建 Command 对象并设置其接收者

命令模式的主要意图：

  • 将请求封装为对象
  • 可用不同的请求对客户端进行参数化
  • 允许将请求保存在队列中
  • 提供面向对象的回调

命令模式的适用场景：

  • 根据需要执行的操作对对象进行参数化
  • 将操作添加到队列并在不同地点执行请求
  • 创建一个结构根据较小的操作来完成高级操作

代码示例

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from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Order(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def execute(self):
        pass


class BuyStockOrder(Order):
    def __init__(self, stock):
        self.stock = stock

    def execute(self):
        self.stock.buy()


class SellStockOrder(Order):
    def __init__(self, stock):
        self.stock = stock

    def execute(self):
        self.stock.sell()


class Agent:
    def __init__(self):
        self.__orderQueue = []

    def placeOrder(self, order):
        self.__orderQueue.append(order)
        order.execute()


class StockTrade:
    def buy(self):
        print("You will buy stocks")

    def sell(self):
        print("You will sell stocks")


if __name__ == '__main__':
    stock = StockTrade()
    buyStock = BuyStockOrder(stock)
    sellStock = SellStockOrder(stock)

    agent = Agent()
    agent.placeOrder(buyStock)
    agent.placeOrder(sellStock)
# => You will buy stocks
# => You will sell stocks
  • Order 类 -> Command 对象
  • BuyStockOrder 和 SellStockOrder 类 -> ConcreteCommand 对象，为交易系统定义适当的操作
  • StockTrade 类 -> Receiver 对象，定义了多个方法（动作）可以被 ConcreteCommand 调用以买入或卖出股票
  • Agent 类 -> Invoker 对象，作为客户端和 StockTrade 的中介，执行客户下达的订单

命令模式的优点：

  • 将调用操作的类与知道如何执行该操作的类解耦
  • 借助队列系统，可以创建一系列命令
  • 添加新命令更加容易，无需更改现有代码
  • 可以使用命令模式定义回滚系统

命令模式的缺点：

  • 为了实现目标，需要大量的类和对象进行协作
  • 每个单独的命令都是一个 ConcreteCommand 类，增加了实现和维护的成本