الگوی فرمان (Command Pattern)

مقدمه

در بسیاری از برنامه‌های نرم‌افزاری، نیاز به ایجاد درخواست‌های قابل انعطاف و بازگشت‌پذیر وجود دارد. برای مثال، در یک سیستم کنترل از راه دور، باید بتوانیم دستگاه‌های مختلف را کنترل کرده، درخواست‌ها را ذخیره کنیم و حتی عملیات undo را اجرا نماییم.

الگوی فرمان (Command Pattern) یک راه‌حل شیءگرا برای کپسوله‌سازی درخواست‌ها در قالب اشیاء مستقل ارائه می‌دهد. در این مقاله، این الگو را با جزئیات بررسی کرده و آن را در یک سیستم کنترل از راه دور پیاده‌سازی خواهیم کرد.

چالش طراحی: نیاز به انعطاف‌پذیری در فرمان‌ها

بیایید سناریوی یک سیستم اتوماسیون خانگی را در نظر بگیریم که می‌تواند چراغ‌ها، تلویزیون، درب پارکینگ و پنکه را کنترل کند. در طراحی اولیه، متدهای مستقیمی مانند turnOn() و turnOff() برای هر دستگاه در ریموت کنترل تعریف شده‌اند:

public class RemoteControl {
    Light light;
    Fan fan;
    TV tv;

    public void turnOnLight() {
        light.on();
    }
    public void turnOffLight() {
        light.off();
    }
    // سایر متدهای روشن و خاموش کردن دستگاه‌ها
}

مشکلات این طراحی:

✅ وابستگی زیاد: کلاس RemoteControl به جزئیات همه‌ی دستگاه‌ها وابسته است. ✅ افزایش پیچیدگی: اضافه کردن دستگاه جدید نیاز به تغییر مستقیم در کد RemoteControl دارد. ✅ عدم امکان ذخیره و لغو دستورات (Undo): پس از اجرای فرمان، بازگرداندن وضعیت قبلی دشوار است.

راه‌حل: استفاده از الگوی فرمان

الگوی فرمان (Command Pattern) درخواست‌ها را به‌عنوان اشیاء مستقل کپسوله می‌کند تا بتوان آن‌ها را ذخیره، صف‌بندی و حتی لغو (Undo) کرد.

ساختار الگوی فرمان

اجزای اصلی الگو:

1. اینترفیس Command
   • همه‌ی فرمان‌ها را استاندارد کرده و متد execute() را تعریف می‌کند.
2. فرمان‌های مشخص (Concrete Commands)
   • LightOnCommand، LightOffCommand و غیره که عملیات واقعی را اجرا می‌کنند.
3. گیرنده (Receiver)
   • کلاس‌هایی که عملیات واقعی را اجرا می‌کنند (مانند Light و Fan).
4. فراخواننده (Invoker)
   • شیئی مانند RemoteControl که فرمان‌ها را اجرا می‌کند.
5. مشتری (Client)
   • فرمان‌های مشخص را ایجاد کرده و به دکمه‌های ریموت متصل می‌کند.

کلاس اینترفیس Command

public interface Command {
    void execute();
}

پیاده‌سازی فرمان‌های مشخص

فرمان روشن کردن چراغ

public class LightOnCommand implements Command {
    Light light;

    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void execute() {
        light.on();
    }
}

فرمان خاموش کردن چراغ

public class LightOffCommand implements Command {
    Light light;

    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void execute() {
        light.off();
    }
}

کلاس گیرنده (Receiver) - چراغ

public class Light {
    public void on() {
        System.out.println("چراغ روشن شد!");
    }
    public void off() {
        System.out.println("چراغ خاموش شد!");
    }
}

کلاس فراخواننده (Invoker) - ریموت کنترل

public class RemoteControl {
    Command slot;

    public void setCommand(Command command) {
        slot = command;
    }
    public void pressButton() {
        slot.execute();
    }
}

کلاس مشتری (Client)

public class RemoteControlTest {
    public static void main(String[] args) {
        RemoteControl remote = new RemoteControl();
        Light light = new Light();

        Command lightOn = new LightOnCommand(light);
        Command lightOff = new LightOffCommand(light);

        remote.setCommand(lightOn);
        remote.pressButton();

        remote.setCommand(lightOff);
        remote.pressButton();
    }
}

📌 خروجی اجرای برنامه:

چراغ روشن شد!
چراغ خاموش شد!

✅ حالا می‌توانیم دکمه‌های ریموت را بدون تغییر در کلاس RemoteControl به دستورات مختلف اختصاص دهیم.

افزودن قابلیت Undo به الگوی فرمان

گاهی کاربران ممکن است اشتباهی یک دکمه را بزنند. با پیاده‌سازی undo، می‌توانیم آخرین فرمان را معکوس کنیم.

افزودن متد undo() به اینترفیس Command

public interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

پیاده‌سازی Undo در فرمان‌های مشخص

public class LightOnCommand implements Command {
    Light light;

    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void execute() {
        light.on();
    }
    public void undo() {
        light.off();
    }
}

public class LightOffCommand implements Command {
    Light light;

    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    public void execute() {
        light.off();
    }
    public void undo() {
        light.on();
    }
}

افزودن Undo به ریموت کنترل

public class RemoteControl {
    Command slot;
    Command lastCommand;

    public void setCommand(Command command) {
        slot = command;
    }

    public void pressButton() {
        slot.execute();
        lastCommand = slot;
    }

    public void pressUndo() {
        lastCommand.undo();
    }
}

✅ حالا با زدن pressUndo()، دستور قبلی برعکس می‌شود!

نتیجه‌گیری

• الگوی فرمان (Command Pattern) درخواست‌ها را به‌عنوان اشیاء مستقل کپسوله می‌کند.
• این الگو وابستگی‌ها را کاهش داده و امکان Undo، ذخیره‌ی درخواست‌ها و اجرای ماکروها را فراهم می‌کند.
• کاربردهای دنیای واقعی:
  • سیستم‌های کنترل از راه دور
  • صف درخواست‌ها (Job Queues)
  • ذخیره و بازپخش دستورات

حالا این الگو را در پروژه‌هایت پیاده‌سازی کن! 🚀