模板方法模式是一种行为设计模式 ,它使你能在抽象类中定义算法的框架,而将一些步骤的实现延迟到具体子类中。这种模式允许子类在不改变算法整体结构的情况下,重定义算法中的某些特定步骤。以下是模板方法模式的关键组成部分和应用场景:
1. AbstractClass(抽象类):
定义了一个或多个抽象方法,这些方法将在具体子类中实现。
包含一个模板方法,这是一个具体方法,它定义了算法的骨架,通常是一个操作序列。
抽象类中实现了大部分通用逻辑,而将可变部分通过抽象方法声明,由子类去实现。
2. ConcreteClass(具体类):
实现抽象类中声明的抽象方法,提供具体的实现。
继承抽象类并覆盖模板方法中定义的抽象操作,以此定制算法的特定部分。
3. 应用场景:
当有多个类实现相同算法,但实现细节有所不同时,可以使用模板方法模式来保持算法的统一结构。
在框架或库中,定义一套标准的处理流程,允许用户在特定点插入自定义行为。
当希望在父类中定义算法的结构,但允许子类改变算法的某些特定步骤,以实现扩展性。
在代码中,常见于各种"生成器"类,例如构建GUI事件处理、数据库操作流程等。包括AQS底层也使用了模板方法模式。
例如,在咖啡制作的例子中,抽象类Beverage可能有一个模板方法prepareBeverage(),它包含如下步骤:
加水
加糖(抽象方法,由具体咖啡或茶类实现)
加奶(抽象方法,由具体咖啡或茶类实现)
搅拌
子类如Coffee和Tea会实现加糖和加奶的具体方法,但整个制作流程保持一致。
java
// 1. 抽象类(AbstractClass)
abstract class Beverage {
// 步骤1:加水
void addWater() {
System.out.println("Adding water...");
}
// 步骤3:搅拌
void stir() {
System.out.println("Stirring the beverage...");
}
// 抽象方法:步骤2,不同的饮料有不同的添加成分
abstract void addIngredients();
// 模板方法:定义制作饮料的流程
public final void prepareBeverage() {
addWater();
addIngredients();
stir();
}
}
// 2. 具体类(ConcreteClass)
class Coffee extends Beverage {
// 实现咖啡的加料步骤
@Override
void addIngredients() {
System.out.println("Adding coffee powder and sugar...");
}
}
class Tea extends Beverage {
// 实现茶的加料步骤
@Override
void addIngredients() {
System.out.println("Adding tea leaves and sugar...");
}
}
// 测试类
public class TemplateMethodPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 制作咖啡
Beverage coffee = new Coffee();
coffee.prepareBeverage();
// 制作茶
Beverage tea = new Tea();
tea.prepareBeverage();
}
}
在这个例子中,Beverage是抽象类,定义了制作饮料的模板方法prepareBeverage() ,其中包含固定 的步骤(加水和搅拌)。addIngredients()是抽象方法 ,由具体的饮料类(Coffee和Tea)实现。当调用prepareBeverage()时,每个具体饮料类会根据其特点添加不同的成分。