研磨设计模式之 命令模式-3
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研磨设计模式之 命令模式-3
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研磨设计模式之 命令模式-3
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研磨设计模式之 命令模式-3

3.3  可撤销的操作

        可撤销操作的意思就是:放弃该操作,回到未执行该操作前的状态。这个功能是一个非常重要的功能,几乎所有GUI应用里面都有撤消操作的功能。GUI的菜单是命令模式最典型的应用之一,所以你总是能在菜单上找到撤销这样的菜单项。
        既然这么常用,那该如何实现呢?
        有两种基本的思路来实现可撤销的操作,一种是补偿式,又称反操作式:比如被撤销的操作是加的功能,那撤消的实现就变成减的功能;同理被撤销的操作是打开的功能,那么撤销的实现就变成关闭的功能。
        另外一种方式是存储恢复式,意思就是把操作前的状态记录下来,然后要撤销操作的时候就直接恢复回去就可以了。
        这里先讲第一种方式,就是补偿式或者反操作式,第二种方式放到备忘录模式中去讲解。为了让大家更好的理解可撤销操作的功能,还是用一个例子来说明会比较清楚。
1:范例需求
        考虑一个计算器的功能,最简单的那种,只能实现加减法运算,现在要让这个计算器支持可撤销的操作。
2:补偿式或者反操作式的解决方案
(1)在实现命令接口之前,先来定义真正实现计算的接口,没有它命令什么都做不了,操作运算的接口的示例代码如下:

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代码
 1 /**  2  * 操作运算的接口  3  */  4 public interface OperationApi {  5  /**  6  * 获取计算完成后的结果  7  * @return 计算完成后的结果  8  */  9  public int getResult(); 10  /** 11  * 设置计算开始的初始值 12  * @param result 计算开始的初始值 13  */ 14  public void setResult(int result); 15  /** 16  * 执行加法 17  * @param num 需要加的数 18  */ 19  public void add(int num); 20  /** 21  * 执行减法 22  * @param num 需要减的数 23  */ 24  public void substract(int num); 25 } 26 
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定义了接口,来看看真正执行加减法的实现,示例代码如下:

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/**
  * 运算类,真正实现加减法运算
  */
public  class  Operation implements  OperationApi{
     /**
      * 记录运算的结果
      */
     private  int  result;
     public  int  getResult() {
         return  result;
     }
     public  void  setResult( int  result) {
         this .result = result;
     }  
     public  void  add( int  num){
         //实现加法功能
         result += num;
     }
     public  void  substract( int  num){
         //实现减法功能
         result -= num;
     }
}
 

(2)接下来,来抽象命令接口,由于要支持可撤销的功能,所以除了跟前面一样定义一个执行方法外,还需要定义一个撤销操作的方法,示例代码如下:

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/**
  * 命令接口,声明执行的操作,支持可撤销操作
  */
public  interface  Command {
     /**
      * 执行命令对应的操作
      */
     public  void  execute();
     /**
      * 执行撤销命令对应的操作
      */
     public  void  undo();
}

(3)应该来实现命令了,具体的命令分成了加法命令和减法命令,先来看看加法命令的实现,示例代码如下:

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/**
  * 具体的加法命令实现对象
  */
public  class  AddCommand implements  Command{
     /**
      * 持有具体执行计算的对象
      */
     private  OperationApi operation = null ;
     /**
      * 操作的数据,也就是要加上的数据
      */
     private  int  opeNum;
     
     public  void  execute() {
         //转调接收者去真正执行功能,这个命令是做加法
         this .operation.add(opeNum);
     }
     public  void  undo() {
         //转调接收者去真正执行功能
         //命令本身是做加法,那么撤销的时候就是做减法了
         this .operation.substract(opeNum);
     }
               /**
      * 构造方法,传入具体执行计算的对象
      * @param operation 具体执行计算的对象
      * @param opeNum 要加上的数据
      */
     public  AddCommand(OperationApi operation, int  opeNum){
         this .operation = operation;
         this .opeNum = opeNum;
     }
}

减法命令和加法类似,只是在实现的时候和加法反过来了,示例代码如下:

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/**
  * 具体的减法命令实现对象
  */
public  class  SubstractCommand implements  Command{
     /**
      * 持有具体执行计算的对象
      */
     private  OperationApi operation = null ;
     /**
      * 操作的数据,也就是要减去的数据
      */
     private  int  opeNum;
     /**
      * 构造方法,传入具体执行计算的对象
      * @param operation 具体执行计算的对象
      * @param opeNum 要减去的数据
      */
     public  SubstractCommand(OperationApi operation, int  opeNum){
         this .operation = operation;
         this .opeNum = opeNum;
     }  
     
     public  void  execute() {
         //转调接收者去真正执行功能,这个命令是做减法
         this .operation.substract(opeNum);
     }  
     public  void  undo() {
         //转调接收者去真正执行功能
         //命令本身是做减法,那么撤销的时候就是做加法了
         this .operation.add(opeNum);
     }
}

(4)接下来应该看看计算器了,计算器就相当于Invoker,持有多个命令对象,计算器是实现可撤销操作的地方。
为了大家更好的理解可撤销的功能,先来看看不加可撤销操作的计算器类什么样子,然后再添加上可撤销的功能示例。示例代码如下:

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/**
  * 计算器类,计算器上有加法按钮、减法按钮
  */
public  class  Calculator {
     /**
      * 持有执行加法的命令对象
      */
     private  Command addCmd = null ;
     /**
      * 持有执行减法的命令对象
      */
     private  Command substractCmd = null ;
     /**
      * 设置执行加法的命令对象
      * @param addCmd 执行加法的命令对象
      */
     public  void  setAddCmd(Command addCmd) {
         this .addCmd = addCmd;
     }
     /**
      * 设置执行减法的命令对象
      * @param substractCmd 执行减法的命令对象
      */
     public  void  setSubstractCmd(Command substractCmd) {
         this .substractCmd = substractCmd;
     }  
     /**
      * 提供给客户使用,执行加法功能
      */
     public  void  addPressed(){
         this .addCmd.execute();
     }
     /**
      * 提供给客户使用,执行减法功能
      */
     public  void  substractPressed(){
         this .substractCmd.execute();
     }
}

 目前看起来跟前面的例子实现得差不多,现在就在这个基本的实现上来添加可撤销操作的功能。
要想实现可撤销操作,首先就需要把操作过的命令记录下来,形成命令的历史列表,撤销的时候就从最后一个开始执行撤销。因此我们先在计算器类里面加上命令历史列表,示例代码如下:

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/**
* 命令的操作的历史记录,在撤销时候用
*/
private  List<Command> undoCmds = new  ArrayList<Command>();

什么时候向命令的历史记录里面加值呢?
        很简单,答案是在每个操作按钮被按下的时候,也就是你操作加法按钮或者减法按钮的时候,示例代码如下

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public  void  addPressed(){
         this .addCmd.execute();
         //把操作记录到历史记录里面
         undoCmds.add( this .addCmd);
     }
     public  void  substractPressed(){
         this .substractCmd.execute();
         //把操作记录到历史记录里面
         undoCmds.add( this .substractCmd);
     }

 然后在计算器类里面添加上一个撤销的按钮,如果它被按下,那么就从命令历史记录里取出最后一个命令来撤销,撤消完成后要把已经撤销的命令从历史记录里面删除掉,相当于没有执行过该命令了,示例代码如下:

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public  void  undoPressed(){
     if ( this .undoCmds.size()> 0 ){
         //取出最后一个命令来撤销
         Command cmd = this .undoCmds.get( this .undoCmds.size()- 1 );
         cmd.undo();
         //然后把最后一个命令删除掉,
         this .undoCmds.remove(cmd);
     } else {
         System.out.println( "很抱歉,没有可撤销的命令" );
     }
}

同样的方式,还可以实现恢复的功能,也为恢复设置一个可恢复的列表,需要恢复的时候从列表里面取最后一个命令进行重新执行就好了,示例代码如下:

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/**
* 命令被撤销的历史记录,在恢复时候用
*/
private  List<Command> redoCmds = new  ArrayList<Command>();

       那么什么时候向这个集合里面赋值呢?大家要注意,恢复的命令数据是来源于撤销的命令,也就是说有撤销才会有恢复,所以在撤销的时候向这个集合里面赋值,注意要在撤销的命令被删除前赋值。示例代码如下: 

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public  void  undoPressed(){
     if ( this .undoCmds.size()> 0 ){
         //取出最后一个命令来撤销
         Command cmd = this .undoCmds.get( this .undoCmds.size()- 1 );
         cmd.undo();
         //如果还有恢复的功能,那就把这个命令记录到恢复的历史记录里面
         this .redoCmds.add(cmd);
         //然后把最后一个命令删除掉,
         this .undoCmds.remove(cmd);
     } else {
         System.out.println( "很抱歉,没有可撤销的命令" );
     }
}

那么如何实现恢复呢?请看示例代码: 

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public  void  redoPressed(){
     if ( this .redoCmds.size()> 0 ){
         //取出最后一个命令来重做
         Command cmd = this .redoCmds.get( this .redoCmds.size()- 1 );
         cmd.execute();     
         //把这个命令记录到可撤销的历史记录里面
                       this .undoCmds.add(cmd);
         //然后把最后一个命令删除掉
         this .redoCmds.remove(cmd);
     } else {
         System.out.println( "很抱歉,没有可恢复的命令" );
     }
}

 

 好了,分步讲解了计算器类,一起来看看完整的计算器类的代码:

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/**
  * 计算器类,计算器上有加法按钮、减法按钮,还有撤销和恢复的按钮
  */
public  class  Calculator {
     /**
      * 命令的操作的历史记录,在撤销时候用
      */
     private  List<Command> undoCmds = new  ArrayList<Command>();
     /**
      * 命令被撤销的历史记录,在恢复时候用
      */
     private  List<Command> redoCmds = new  ArrayList<Command>();
     
     private  Command addCmd = null ;
     private  Command substractCmd = null ;
     public  void  setAddCmd(Command addCmd) {
         this .addCmd = addCmd;
     }
     public  void  setSubstractCmd(Command substractCmd) {
         this .substractCmd = substractCmd;
     }  
     public  void  addPressed(){
         this .addCmd.execute();
         //把操作记录到历史记录里面
         undoCmds.add( this .addCmd);
     }
     public  void  substractPressed(){
         this .substractCmd.execute();
         //把操作记录到历史记录里面
         undoCmds.add( this .substractCmd);
     }
     public  void  undoPressed(){
         if ( this .undoCmds.size()> 0 ){
             //取出最后一个命令来撤销
             Command cmd = this .undoCmds.get(undoCmds.size()- 1 );
             cmd.undo();
             //如果还有恢复的功能,那就把这个命令记录到恢复的历史记录里面
             this .redoCmds.add(cmd );
             //然后把最后一个命令删除掉,
             this .undoCmds.remove(cmd);
         } else {
             System.out.println( "很抱歉,没有可撤销的命令" );
         }
     }
     public  void  redoPressed(){
         if ( this .redoCmds.size()> 0 ){
             //取出最后一个命令来重做
             Command cmd = this .redoCmds.get(redoCmds.size()- 1 );
             cmd.execute();     
             //把这个命令记录到可撤销的历史记录里面
             this .undoCmds.add(cmd);
             //然后把最后一个命令删除掉
             this .redoCmds.remove(cmd);
         } else {
             System.out.println( "很抱歉,没有可恢复的命令" );
         }
     }
}

(5)终于到可以收获的时候了,写个客户端,组装好命令和接收者,然后操作几次命令,来测试一下撤销和恢复的功能,示例代码如下:

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public  class  Client {
     public  static  void  main(String[] args) {
         //1:组装命令和接收者
         //创建接收者
         OperationApi operation = new  Operation();
         //创建命令对象,并组装命令和接收者
         AddCommand addCmd = new  AddCommand   (operation, 5 );
         SubstractCommand substractCmd =
                                     new  SubstractCommand(operation, 3 );
         
         //2:把命令设置到持有者,就是计算器里面
         Calculator calculator = new  Calculator();
         calculator.setAddCmd(addCmd);
         calculator.setSubstractCmd(substractCmd);
         
         //3:模拟按下按钮,测试一下
         calculator.addPressed();
         System.out.println( "一次加法运算后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
         calculator.substractPressed();
         System.out.println( "一次减法运算后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
         
         //测试撤消
         calculator.undoPressed();
         System.out.println( "撤销一次后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
         calculator.undoPressed();
         System.out.println( "再撤销一次后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
         
         //测试恢复
         calculator.redoPressed();
         System.out.println( "恢复操作一次后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
         calculator.redoPressed();
         System.out.println( "再恢复操作一次后的结果为:"
                                      +operation.getResult());
     }
}

(6)运行一下,看看结果,享受一下可以撤销和恢复的操作,结果如下:

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一次加法运算后的结果为: 5
一次减法运算后的结果为: 2
撤销一次后的结果为: 5
再撤销一次后的结果为: 0
恢复操作一次后的结果为: 5
再恢复操作一次后的结果为: 2

也就是初始值为0,执行的两次命令操作为先加上5,然后再减去3。看起来也很容易,对不。

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