设计模式 - 模版模式
一、引入
想象一下你在制作不同种类的饮料，比如咖啡和茶。虽然它们的制作步骤会有些不同，但也有一些共同的操作，比如烧开水、倒入杯子等。
模板模式就是把这些共同的操作先规定好，形成一个"模板"，然后在具体制作每种饮料时，只需要把特殊的步骤（比如冲泡咖啡或者茶）加入到模板中就行了。
这样做的好处是，你不用每次都重新写一遍那些相同的操作，只需要关心每种饮料特有的步骤就行了。同时，模板模式还保证了制作饮料的步骤是按照一定顺序来进行的，这样就不容易出错。
总的来说，模板模式就是先规定一个共同的模板，然后根据具体情况来填充模板中的细节，这样可以保证一些共同的操作在不同情况下都能正常运行。
二、概念
模板模式（Template Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，将一些步骤的具体实现延迟到了子类中。
在模板模式中，定义一个算法的骨架，其中一些步骤的具体实现由子类完成。这样，可以使得在不改变算法结构的前提下，可以重新定义算法中的某些步骤。
三、基本结构
- 抽象类（Abstract Class） ：定义了算法的骨架，其中包含了一系列的步骤，这些步骤的具体实现将由子类来完成。
- 具体子类（Concrete Class） ：实现了抽象类中定义的具体步骤，完成了算法的具体实现。
四、示例代码
csharp
/**
* 抽象类
*
* @author zf
*/
public abstract class Beverage {
// 制作饮料的步骤
public final void prepareBeverage() {
//烧开水
boilWater();
//酿造
brew();
//倒入杯子
pourInCup();
//添加调料
addCondiments();
}
protected abstract void brew();
protected abstract void addCondiments();
// 公共的步骤
private void boilWater() {
System.out.println("烧开水");
}
private void pourInCup() {
System.out.println("倒入杯子");
}
}
csharp
/**
* 具体的实现类 : 咖啡
*
* @author zf
*/
public class Coffee extends Beverage {
@Override
protected void brew() {
System.out.println("手磨咖啡");
}
@Override
protected void addCondiments() {
System.out.println("添加牛奶或糖");
}
}
csharp
/**
* 具体的实现类 : 养生茶
*
* @author zf
*/
public class Tea extends Beverage {
@Override
protected void brew() {
System.out.println("沏茶");
}
@Override
protected void addCondiments() {
System.out.println("添加枸杞");
}
}
java
/**
* 客户端
*
* @author zf
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Beverage coffee = new Coffee();
coffee.prepareBeverage();
Beverage tea = new Tea();
tea.prepareBeverage();
}
}五、用途
-
定义一个算法的框架：
- 模板方法模式定义了一个算法的骨架，规定了算法的结构，但具体的实现细节可以由子类来完成。这样可以保证在不改变算法结构的前提下，可以重新定义算法中的某些步骤。
-
避免代码重复：
- 通过将一些通用的操作放在抽象类中，可以避免在每个具体子类中重复编写相同的代码。
-
保持一致性：
- 模板方法模式可以确保算法中的某些步骤按照固定的顺序进行，从而保持了一致性。
在日常开发中，模板方法模式经常用于以下场景：
-
框架设计：
- 框架中通常会定义一些抽象类或接口，其中包含了算法的框架（模板方法），具体的实现由框架的使用者来完成。
-
算法实现：
- 当多个算法有共同的一些步骤时，可以使用模板方法模式来抽象这些共同的步骤，具体的算法细节由子类来实现。
-
库函数：
- 在库函数中，可以使用模板方法模式来规定一些通用的操作，具体的实现由调用者来提供。
六、总结
优点：
- 代码复用：模板模式将一些共同的操作抽象出来，形成一个模板，可以在多个地方重复使用，避免了重复编写相似的代码。
- 提高扩展性：通过定义一个算法的骨架，可以在不改变算法结构的前提下，重新定义算法中的某些步骤，从而提高了扩展性。
- 保持一致性：模板模式可以保证一些操作按照固定的顺序进行，从而保持了一致性。
- 降低了类之间的耦合度：抽象类中定义了算法的结构，具体的实现由子类来完成，使得子类与抽象类之间的耦合度降低。
缺点：
- 过度使用：如果过度使用模板模式，可能会导致代码变得复杂，不容易理解和维护。
- 不适合所有情况：并不是所有的情况都适合使用模板模式，例如，如果算法的步骤比较简单，没有太多共同的操作，可能就不需要使用模板模式。
- 违反了开闭原则：如果需要修改模板中的基本算法结构，可能会影响到所有子类，违反了开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
总的来说，模板模式是一种非常有用的设计模式，可以提高代码的复用性和可维护性，但需要合适地使用，避免过度使用。同时，也需要注意在设计时考虑到可能的扩展和变化，以避免违反开闭原则。