c#设计模式-行为型模式 之 模板方法模式

🚀简介

模板方法模式定义了一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。通常用于应对在开发中设计一个系统时知道了算法所需的关键步骤,而且确定了这些步骤的执行顺序,但某些步骤的具体实现还未知,或者说某些步骤的实现与具体的环境相关。

👻角色

模板方法( Template Method )模式包含以下主要角色:

  1. 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。
    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:是实现算法各个步骤的方法,是模板方法的组成部分。基本方法又可以分为三 种:
      1. 抽象方法(Abstract Method) :一个抽象方法由抽象类声明、由其具体子类实现。
      2. 具体方法(Concrete Method) :一个具体方法由一个抽象类或具体类声明并实现, 其子类可以进行覆盖也可以直接继承。
      3. 钩子方法(Hook Method) :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。一般钩子方法是用于判断的逻辑方法,这类方法名一般为isXxx,返回值类型为boolean类型。
  2. 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组成步骤

🚀案例

例如我们在炒菜的时候,炒菜的步骤是固定的,分为倒油、热油、倒菜、倒调料品、翻炒等步骤。现通过模板方法模式来用代码模拟

🐤抽象类

在以下抽象类中,有具体的实现方法,如倒油、热油、翻炒,因为这些步骤是我们已知的,不管炒什么菜都需要经历这个步骤,但是炒的菜不一样我们倒的蔬菜就不一样,加的调料也不一样,因此把这一部分声明为抽象方法,在子类中再去实现。最后在cookProcess中按照顺序调用类中的方法。

cs 复制代码
public abstract class AbstractClass
{
    //第一步倒油,直接实现
    public void pourOil()
    {
        Console.WriteLine("倒油");
    }

    //第二步:热油是一样的,直接实现
    public void heatOil()
    {
        Console.WriteLine("热油");
    }

    //第三步:倒蔬菜
    public abstract void pourVegetable();

    //第四步:倒调味料是不一样
    public abstract void pourSauce();

    //第五步:翻炒是一样的,所以直接实现
    public void fry()
    {
        Console.WriteLine("炒啊炒啊炒到熟啊");
    }

    public void cookProcess()
    {
        //第一步:倒油
        this.pourOil();
        //第二步:热油
        this.heatOil();
        //第三步:倒蔬菜
        this.pourVegetable();
        //第四步:倒调味料
        this.pourSauce();
        //第五步:翻炒
        this.fry();
    }
}

🐤具体子类

炒辣包菜,实现抽象类中关于菜和配料的抽象方法。

cs 复制代码
public class ConcreteClass_BaoCai : AbstractClass
{
    public override void pourVegetable()
    {
        Console.WriteLine("下包菜");
    }

    public override void pourSauce()
    {
        Console.WriteLine("下辣椒");
    }
}

🐳同上

cs 复制代码
public class ConcreteClass_CaiXin : AbstractClass
{
    public override void pourVegetable()
    {
        Console.WriteLine("下菜心");
    }

    public override void pourSauce()
    {
        Console.WriteLine("下蒜蓉");
    }
}

🐤测试类

cs 复制代码
class MyClass
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var concreteClassBaoCai = new ConcreteClass_BaoCai();
        concreteClassBaoCai.cookProcess();
        Console.WriteLine("---------------------");
        var concreteClassCaiXin = new ConcreteClass_CaiXin();
        concreteClassCaiXin.cookProcess();
    }
}

运行结果!

🚀优缺点

优点:

  1. 提高代码复用性,将相同部分的代码放在抽象的父类中,而将不同的代码放入不同的子类中。
  2. 实现了反向控制,通过一个父类调用其子类的操作,通过对子类的具体实现扩展不同的行为,实现了反向控制 ,并符合"开闭原则"。

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。
  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。

适用场景

  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. 需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行,实现子类对父类的反向控制。
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