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设计模式——模板方法模式

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-06-23
模式介绍 模板方法模式(Template Method Pattern),又叫模板模式(Template Pattern), 指在一个抽象类公开定义了执行它的方法的模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定

模式介绍

  • 模板方法模式(Template Method Pattern),又叫模板模式(Template Pattern), 指在一个抽象类公开定义了执行它的方法的模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进行。
  • 简单说, 模板方法模式定义一个操作中的算法的骨架,而将- -些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变一个算法的结构,就可以重定义该算法的某些特定步骤。
  • 这种类型的设计模式属于行为型模式。

UML类图

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类图解析:

  • AbstractClass抽象类,类中实现 了模板方法(template),定义了算法的骨架,具体子类需要去实现其它的抽象方法operationr2,3,4。
  • ConcreteClass实现抽象方法operationr2,3,4,以完成算法中特点子类的步骤。

模板方法模式案例

背景介绍:有一个豆浆店,根据豆浆的制作流程,大致可以分为选择原料,添加调料,浸泡和打碎四个步骤,豆浆的select、soak、beat方法基本不变所以可以在父类中直接实现,子类只需要实现add(添加调味如:花生、黑豆等)方法即可,父类中又最终方法make(制作豆浆的过程)规定了豆浆的制作过程。

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SoyMilk抽象类

public abstract class SoyMilk { protected String condiment; /** * 模板方法 */ public final void make() { select(); addCondiments(); soak(); beat(); } /** * 添加不同的配料 */ protected abstract void addCondiments(); /** * 选材料 */ private void select() { System.out.println("第一步:选择新鲜黄豆 "); } /** * 浸泡 */ private void soak() { System.out.println("第三步:黄豆和" + condiment + "开始浸泡,需要3小时"); } /** * 打碎 */ private void beat() { System.out.println("第四步:黄豆和" + condiment + "放到豆浆机中打碎"); } /** * 设置原料 * @param condiment */ protected void setCondiment(String condiment) { this.condiment = condiment; } }

BlackBeanSoyMilk、PeanutSoyMilk具体实现子类

public class BlackBeanSoyMilk extends SoyMilk{ @Override protected void addCondiments() { System.out.println("第二步:加入上好的黑豆"); setCondiment("黑豆"); } } public class PeanutSoyMilk extends SoyMilk{ @Override protected void addCondiments() { System.out.println("第二步:加入上好的花生"); setCondiment("花生"); } }

Client测试类

public class Client { public static void main(String[] args) { // 制作黑豆豆浆 System.out.println("-------制作黑豆豆浆-------"); SoyMilk blackBeanSoyMilk = new BlackBeanSoyMilk(); blackBeanSoyMilk.make(); System.out.println("-------制作花生豆浆-------"); SoyMilk peanutSoyMilk = new PeanutSoyMilk(); peanutSoyMilk.make(); } }

实现结果:

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模板方法模式的钩子方法

  • 在模板方法模式的父类中,我们可以定义一个方法,它默认不做任何事,子类可以视情况要不要覆盖它,该方法称为“钩子”。
  • 以做豆浆的例子来讲解,比如,我们还希望制作纯豆浆,不添加任何的配料,使用钩子方法对前面的模板方法进行改造。

只需修改SoyMilk和添加PureSoyMilk即可, 其他类不变化,代码如下所示:

SoyMilk抽象类

public abstract class SoyMilk { protected String condiment = ""; /** * 模板方法 */ public final void make() { select(); if (customerWantCondiments()) { addCondiments(); } soak(); beat(); } /** * 添加不同的配料 */ protected abstract void addCondiments(); /** * 选材料 */ private void select() { System.out.println("第一步:选择新鲜黄豆 "); } /** * 浸泡 */ private void soak() { if(customerWantCondiments()) { System.out.println("第三步:黄豆和" + condiment + "开始浸泡,需要3小时"); } else { System.out.println("第二步:黄豆开始浸泡,需要3小时"); } } /** * 打碎 */ private void beat() { if(customerWantCondiments()) { System.out.println("第四步:黄豆和" + condiment + "放到豆浆机中打碎"); } else { System.out.println("第三步:黄豆放到豆浆机中打碎"); } } /** * 设置原料 * @param condiment */ protected void setCondiment(String condiment) { this.condiment = condiment; } /** * 钩子方法 */ boolean customerWantCondiments() { return true; } }

PureSoyMilk类

public class PureSoyMilk extends SoyMilk{ @Override protected void addCondiments() { } @Override boolean customerWantCondiments() { return false; } }

Client测试类

public class Client { public static void main(String[] args) { // 制作黑豆豆浆 System.out.println("-------制作黑豆豆浆-------"); SoyMilk blackBeanSoyMilk = new BlackBeanSoyMilk(); blackBeanSoyMilk.make(); System.out.println("-------制作花生豆浆-------"); SoyMilk peanutSoyMilk = new PeanutSoyMilk(); peanutSoyMilk.make(); System.out.println("-------制作纯豆浆-------"); SoyMilk pureSoyMilk = new PureSoyMilk(); pureSoyMilk.make(); } }

实现结果:

image.png

模板方法模式的注意事项和细节

  • 基本思想是:算法只存在于一个地方,也就是在父类中,容易修改。需要修改算法时,只要修改父类的模板方法或者已经实现的某些步骤,子类就会继承这些修改。
  • 实现了最大化代码复用。父类的模板方法和已实现的某些步骤会被子类继承而直接使用。
  • 既统一了算法,也提供了很大的灵活性。父类的模板方法确保了算法的结构保持不变,同时由子类提供部分步骤的实现。
  • 该模式的不足之处:一个不同的实现都需要一个 子类实现,导致类的个数增加,使得系统更加庞大一般模板方法都加上final关键字,防止子类重写模板方法。
  • 模板方法模式使用场景:当要完成在某个过程,该过程要执行一系列步骤,这一系列的步骤基本相同,但其个别步骤在实现时可能不同,通常考虑用模板方法模式来处理。
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