模板方法模式(Template Method)

xiaohai 2021-06-04 08:42:00 326人围观 标签: 设计模式 
简介模板方法模式定义了一个算法的步骤,并允许子类别为一个或多个步骤提供其实践方式。让子类别在不改变算法架构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。

模式定义

定义一个操作中的算法骨架,而将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。

模式特性

  • 模板方式模式就是通过把不变的行为搬移到超类,去除子类中的重复代码来体现优势
  • 模板方式模式就是提供了一个很好的代码复用平台
  • 当不变和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候,不变的行为在子类中重复出现,我们通过模板方法模式可以把这些行为搬移到单一的地方,这样就帮助了子类摆脱了重复不变的行为

模式优缺点

  • 优点

      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。
      它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用。
      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。
    
  • 缺点

      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。
      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.
    

应用场景

  • 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。
  • 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。
  • 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

模式结构

  • 抽象类(Abstract Class):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:在抽象类中申明,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(Concrete Class):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。

模式实现

package com.company.templateMethod;

public class TemplateMethodPattern {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass t1 = new SubClass();
        t1.TemplateMethod();
    }
}

//实现模板抽象类
abstract class AbstractClass {

    //模板方法
    public void TemplateMethod(){
        SpecificMethod();
        abstractMethod1();
        abstractMethod2();
    }

    public void SpecificMethod() //具体方法
    {
        System.out.println("抽象类中的具体方法被调用...");
    }
    public abstract void abstractMethod1(); //抽象方法1
    public abstract void abstractMethod2(); //抽象方法2
}

//子类实现
class SubClass extends AbstractClass{

    @Override
    public void abstractMethod1() {
        System.out.println("抽象方法1的实现被调用...");
    }

    @Override
    public void abstractMethod2() {
        System.out.println("抽象方法2的实现被调用...");
    }
}

运行结果:

抽象类中的具体方法被调用...
抽象方法1的实现被调用...
抽象方法2的实现被调用...