设计模式⑩ ：用类来实现

文章目录

一、前言
二、Command 模式
- 1. 介绍
- 2.应用
- 3. 总结
三、Interpreter 模式
- 1. 介绍
- 2. 应用
- 3. 总结
参考文章

一、前言

有时候不想动脑子，就懒得看源码又不像浪费时间所以会看看书，但是又记不住，所以决定开始写"抄书"系列。本系列大部分内容都是来源于《图解设计模式》（【日】结城浩著）。该系列文章可随意转载。

二、Command 模式

Command 模式：命令也是类

1. 介绍

一个类在进行工作时会调用自己或其他类的方法，虽然调用结果会反映在对象的状态中，但并不会留下工作的历史记录。这时如果我们有一个类，用来表示“请进行这项工作”的“命令”就会方便很多。每一项的工作就不再是“方法的调用”这种动态处理了，而是一个表示命令的类的实例，即可以用“物”来表示。想要管理工作的历史记录，只需要管理这些实例的集合即可。还可以随时再次执行过去的命令，或者将多个过去的命令整合成一个新的命令并执行。在设计模式中，我们称这样的命令为 Command 模式（命令模式）。

Command 有时也会被称为事件。它与事件驱动编程中的事件是一样的意思。当需要执行某个命令或事件时，我们可以先将这个命令或事件作成实例，然后按照发生顺序放入队列中，然后在队列中依次处理。

Command模式登场的角色：

Command (命令) ：Command 角色负责定义命令的接口。
ConcreteCommand (具体的命令) ：ConcreteCommand 角色负责实现在 Command 角色中定义的接口。
Receiver (接收者) ：Receiver 角色是 Command 角色执行命令时的对象，也可以被称其为命令接收者。
Client (请求者) ：Client 角色负责生成 ConcreteCommand 角色并分配 Receiver 角色。
Invoker（发动者）：Invoker 角色是开始执行命令的角色，它会调用在 Command 角色中定义的接口。

类图如下
在这里插入图片描述

Demo如下 ：实现两个命令，AddCommand 执行加法，SubtractCommand 执行减法，MacroCommand 表示由多条命令整合成的命令

public interface Command {/*** 执行命令*/int execute(int num1);
}public class AddCommand implements Command {/*** 数字*/private int num;public AddCommand(int num) {this.num = num;}@Overridepublic int execute(int num1){return num1 + num;}
}public class SubtractCommand implements Command {/*** 数字*/private int num;public SubtractCommand(int num) {this.num = num;}@Overridepublic int execute(int num1){return num1 - num;}
}public class MacroCommand implements Command {/*** 命令栈，先入后出*/private Stack<Command> commands = new Stack<>();/*** 栈执行结果*/private int result;/*** 添加命令** @param cmd*/public void append(Command cmd) {if (cmd != this) {commands.push(cmd);}}/*** 删除最后一条命令 : 栈顶出栈*/public void undo() {if (!commands.isEmpty()) {commands.pop();}}/*** 清除所有的命令*/public void clear() {commands.clear();}@Overridepublic int execute(int num1) {for (Command command : commands) {result = command.execute(num1);}return result;}
}// 对数字10 执行 + 2 - 3 + 5 的命令操作
public class CommandDemoMain {public static void main(String[] args) {MacroCommand macroCommand = new MacroCommand();macroCommand.append(new AddCommand(2));macroCommand.append(new SubtractCommand(3));macroCommand.append(new AddCommand(5));final int result = macroCommand.execute(10);System.out.println("result = " + result);}
}

2.应用

Runnable接口：Java中的Runnable接口就是一个典型的命令模式的应用。Runnable接口封装了需要执行的任务，然后可以交给线程去执行。
Timer和TimerTask类：这两个类用于定时任务调度，TimerTask类封装了要执行的任务，然后由Timer类作为调用者执行这些任务。

Statement接口：在Java中与数据库交互时，SQL语句被封装成Statement对象，然后由数据库驱动程序执行相应的命令。如在 JdbcTemplate#query 方法中，将具体的执行过程封装成 PreparedStatementCallback，交由 JdbcTemplate 来执行。

	@Nullablepublic <T> T query(PreparedStatementCreator psc, @Nullable final PreparedStatementSetter pss, final ResultSetExtractor<T> rse)throws DataAccessException {Assert.notNull(rse, "ResultSetExtractor must not be null");logger.debug("Executing prepared SQL query");// 执行具体的SQL语句return execute(psc, new PreparedStatementCallback<T>() {@Override@Nullablepublic T doInPreparedStatement(PreparedStatement ps) throws SQLException {ResultSet rs = null;try {if (pss != null) {pss.setValues(ps);}rs = ps.executeQuery();return rse.extractData(rs);}finally {JdbcUtils.closeResultSet(rs);if (pss instanceof ParameterDisposer) {((ParameterDisposer) pss).cleanupParameters();}}}}, true);}

个人使用：该部分内容是写给自己看的，帮助自身理解，因此就不交代项目背景了，读者请自行忽略（◐ˍ◑）：

项目A 中有个功能为数据报表功能，该功能允许内部使用人员通过执行指定命令或者编写指定SQL 来对数据库执行查询操作。此处是模仿Java执行，将指定的SQL语句封装成自定义的 Statement 对象并执行。

以事件的方式理解 Command 模式：即每一项的工作就不再是“方法的调用”这种动态处理了，而是一个表示命令的类的实例，那么则有如下一些工具方法的实现，当调用这些方法时，其入参中 Supplier、Runnable 等实例都是一个个类的实例，可以理解为表示命令的类的实例：

    /*** 属性为空时处理** @param obj* @param supplier* @param <T>* @return*/public static <T> T doIfNull(T obj, Supplier<T> supplier) {if (obj == null || StringUtils.isBlank(obj.toString())) {return supplier.get();}return obj;}/*** 在catch 下执行方法** @param runnable* @param consumer*/public static void runWithCatch(Runnable runnable, Consumer<Exception> consumer) {try {runnable.run();} catch (Exception e) {if (consumer != null) {consumer.accept(e);return;}throw e;}}/*** 在catch 下执行方法** @param supplier* @param function*/public static <T> T suppWithCatch(Supplier<T> supplier, Function<Exception, T> function) {try {return supplier.get();} catch (Exception e) {if (function != null) {return function.apply(e);}throw e;}}

3. 总结

扩展思路

命令中应该包含哪些信息：这个问题没有绝对的答案，命令的目的不同，所包含的信息也不同。
保存历史记录：在适当的场景可以保存命令的历史记录。
适配器：对于一个 Command 接口来说可能存在多个命令方法需要实现，此时可以定义一个 CommandAdapter 的实现类，对所有方法有一个默认实现。后续实现继承 CommandAdapter 便只需要实现需要实现的方法即可。

相关的设计模式

Composite 模式：有时会使用 Composite 模式实现宏命令（macrocommand）
Memento 模式：有时会使用 Memento 模式来保存 Command 角色的历史记录
Protype 模式：有时会使用 Protype 模式复制发生的事件。

一时的小想法，仅仅个人理解，无需在意：

Interpreter 模式中的 “迷你程序” 感觉可以使用 Command 模式，将一个个 “迷你程序” 编写为一个个 Command。

三、Interpreter 模式

Interpreter 模式：语法规则也是类

1. 介绍

在 Interpreter 模式中，程序要解决的问题会被用非常简单的“迷你语言”表述出来，即用“迷你语言”编写“迷你程序”把具体的问题表述出来。而迷你程序是无法工作的，所以我们还需要编写一个 “翻译”程序。翻译程序会理解迷你语言并解析和运行迷你程序，这段翻译程序被称为解释器。当需要解决的问题发生变化时，只需要修改迷你语言程序即可。

Interpreter 模式登场的角色：

AbstractExpression（抽象表达式）：AbstractExpression角色定义了语法树节点的共同接口
TerminalExpression（终结符表达式）：TerminalExpression角色对应BNF中的终结符表达式。
NonterminalExpression（非终结表达式）：NonterminalExpression角色对应BNF 中的非终结表达式
Context（上下文）：Context 角色为解释器进行语法解析提供了必要的信息
Client（请求者）：为了推导语法树，Client 角色会调用 TerminalExpression 角色和 NonterminalExpression 角色。

类图如下

在这里插入图片描述

2. 应用

Jsoup 对 HTML 的解析，需要分析HTML 的各个标签内容，其解析过程则是使用了语法树进行解析。
正则表达式、运算表达式等的解析都使用到了Interpreter 模式。

个人使用：该部分内容是写给自己看的，帮助自身理解，因此就不交代项目背景了，读者请自行忽略（◐ˍ◑）：

项目A中使用了 OCR 识别功能，但是OCR 识别的结果可能并不准确，因此在该项目中存在一个数据字典的功能，用户可以自定义规则，当识别结束后，会将识别内容交由数据字典功能处理，数据字典根据客户配置的规则对报文进行进一步的处理，如字符串截取、拼接、数字类型进行加减乘除等基础运算等。这其中，对于客户自定义规则的解析使用了 Interpreter 模式。

3. 总结

扩展思路

其他迷你语言：如正则表达式、检索表达式、批处理语言等

相关的设计模式

Composite 模式：NonterminalExpression 角色多是递归模式，因此经常会使用 Composite 模式来实现 NonterminalExpression 角色。
Flyweight 模式：有时会使用 Flyweight 模式来共享 TerminalExpression 角色。
Visitor 模式：在推导出语法树后，有时会使用 Visitor 模式来访问语法树的各个节点。

一时的小想法，仅仅个人理解，无需在意：