设计模式---模板方法(Template Method)模式

1 定义

模板方法模式,在父类中定义一个算法的框架,其中的具体的步骤可以延迟到子类中实现,使得子类在不改变算法框架基础上可以重新定义算法的某些特定步骤。

2 结构图

主要角色解释如下

抽象类/抽象模板(Abstract Class)

抽象模板类,负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下。

① 模板方法:定义了算法的骨架,按某种顺序调用其包含的基本方法。

② 基本方法:是整个算法中的一个步骤,包含以下几种类型。

  • 抽象方法:在抽象类中声明,由具体子类实现。
  • 具体方法:在抽象类中已经实现,在具体子类中可以继承或重写它。
  • 钩子方法:在抽象类中已经实现,包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

具体子类/具体实现(Concrete Class)

具体实现类,实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法,它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。

3 优缺点

3.1优点

1.它封装了不变部分,扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现,而把可变部分算法由子类继承实现,便于子类继续扩展。

2.它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用。

3.部分方法是由子类实现的,因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能,符合开闭原则。

3.2 缺点

1.对每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象,间接地增加了系统实现的复杂度。

2.父类中的抽象方法由子类实现,子类执行的结果会影响父类的结果,这导致一种反向的控制结构,它提高了代码阅读的难度。

3.由于继承关系自身的缺点,如果父类添加新的抽象方法,则所有子类都要改一遍。

4 代码示例

举例是一个学生放学去吃饭的例子,大家都是走路到食堂,去了食堂打不同的菜,吃完发以后会有不同的举动,同学A回宿舍睡觉,同学B回教室继续学习。

4.1 抽象类MyDinner

/**
 * @program: design-pattern-learning
 * @author: zgr
 * @create: 2021-09-23 10:52
 **/
public abstract class MyDinner {

    public void templateMethod(){

        printStudentIdentity();
        /**
         * 下课一起去食堂吃饭,大家走去食堂方式一样,去食堂打的饭菜不一样,吃完饭回的地方不一样,有人回宿舍,有人回教室
         */

        walk();

        haveMeal();

        goAfterMeal();
    }

    /**
     * 打印学生身份
     */
    public abstract void printStudentIdentity();

    public void walk(){
        System.out.println("到点了,走去吃晚饭");
    }

    /**
     * 打饭,具体打什么菜
     */
    public abstract void haveMeal();

    /**
     * 吃完饭后去哪儿
     */
    public abstract void goAfterMeal();
}

4.2 学生A StudentA

/**
 * @program: design-pattern-learning
 * @author: zgr
 * @create: 2021-09-23 11:01
 **/
public class StudentA extends MyDinner{

    @Override
    public void printStudentIdentity(){
        System.out.println("我是学生A");
    }

    @Override
    public void haveMeal() {
        System.out.println("今天心情不错,来一个麻辣香锅,重麻重辣");
    }

    @Override
    public void goAfterMeal() {
        System.out.println("吃饱喝足,回宿舍再睡一觉,简直美吱吱");
    }
}

4.3 学生B StudentB

/**
 * @program: design-pattern-learning
 * @author: zgr
 * @create: 2021-09-23 11:03
 **/
public class StudentB extends MyDinner{

    @Override
    public void printStudentIdentity(){
        System.out.println("我是学生B");
    }

    @Override
    public void haveMeal() {
        System.out.println("考试没考好,就吃个最便宜的拉面吧");
    }

    @Override
    public void goAfterMeal() {
        System.out.println("接着去自习室吧,我需要好好复习了");
    }
}

4.4 主函数 MainClass

/**
 * @program: design-pattern-learning
 * @author: zgr
 * @create: 2021-09-23 10:51
 **/
public class MainClass {

    public static void main(String[] args) {
        MyDinner studentA = new StudentA();
        studentA.templateMethod();

        System.out.println("**********************************");

        MyDinner studentB = new StudentB();
        studentB.templateMethod();
    }

}

 4.5 运行结果

5 模板方法模式的应用场景

1.算法的整体步骤很固定,但其中个别部分易变时,这时候可以使用模板方法模式,将容易变的部分抽象出来,供子类实现。

2.当多个子类存在公共的行为时,可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。首先,要识别现有代码中的不同之处,并且将不同之处分离为新的操作。最后,用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。

3.当需要控制子类的扩展时,模板方法只在特定点调用钩子操作,这样就只允许在这些点进行扩展。

6 引用

1.《大话设计模式》

2.模板方法模式(模板方法设计模式)详解

7 源代码

design-pattern-learning/src/com/hz/design/pattern/template/method at main · airhonor/design-pattern-learning · GitHub

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转载自blog.csdn.net/honor_zhang/article/details/120431774