模板方法模式
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- [一 .简介](#一 .简介)
- [二. 案例](#二. 案例)
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- [2.1 抽象类(Abstract Class)](#2.1 抽象类(Abstract Class))
- [2.2 具体子类(Concrete Class)](#2.2 具体子类(Concrete Class))
- [2.3 测试](#2.3 测试)
- [三. 结论](#三. 结论)
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- [3.1 优缺点](#3.1 优缺点)
- [3.2 适用场景](#3.2 适用场景)
- [3.3 要点](#3.3 要点)
前言
这是我在这个网站整理的笔记,有错误的地方请指出,关注我,接下来还会持续更新。
作者:神的孩子都在歌唱
一 .简介
模板方法是一种行为设计模式。模板方法设计模式用于创建方法存根并将某些实现步骤推迟到子类。
百度百科: 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。
理解: 在面向对象程序设计过程中,我们常常会遇到这种情况: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。
通俗理解,就是设计构建一个对象 的时候,类的步骤 已经固定了,可是某些类的实现逻辑 没固定,就将这些实现给子类去做。
让我们通过一个例子来理解这个模式,假如我们想建造房子 ,建造房子需要步骤是: 打地基(Foundation),立柱子(Pillars),砌墙(wall),和安装窗户(window) 。我们没办法更改这个执行步骤,因为只能完成前一步才能进行下一步。如果我想建造一个木房子(Wooden)和一个玻璃房子(glass) ,地基的实现 都是一样的。因此,针对这种情况我们可以创建一个模板方法,然后通过继承这个模板方法,实现对应的子类去建造不同的房子。接下来通过代码来加深理解。
模板方法(Template Method)模式包含以下主要角色:
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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。
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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。
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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:
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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。
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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。
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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。
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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。
二. 案例
2.1 抽象类(Abstract Class)
定义模板方法
java
/**
* @author chenyunzhi
* @date 2024/6/4 13:48
* @Description 房子模板
*/
public abstract class HouseTemplate {
/**
* 定义构建房子步骤 final定义防止子类重写
*/
public final void buildHouse() {
// 地基
foundation();
// 柱子
pillars();
// 墙
wall();
// 窗户 默认玻璃
window();
System.out.println("房子搭建成功");
}
/**
* 写成私有的防止被子类重写
*/
private void foundation() {
System.out.println("地基已经打好");
}
public abstract void pillars();
public abstract void wall();
public void window() {
System.out.println("玻璃窗户");
}
}
2.2 具体子类(Concrete Class)
木头房子
java
/**
* @author chenyunzhi
* @date 2024/6/4 13:55
* @Description
*/
public class WoodenHouse extends HouseTemplate{
@Override
public void pillars() {
System.out.println("木头柱子弄好了");
}
@Override
public void wall() {
System.out.println("木头墙壁弄好了");
}
@Override
public void window() {
System.out.println("木头窗户弄好了");
}
}
玻璃房子
java
/**
* @author chenyunzhi
* @date 2024/6/4 13:59
* @Description 玻璃房子
*/
public class GlassHouse extends HouseTemplate{
@Override
public void pillars() {
System.out.println("玻璃柱子弄好了");
}
@Override
public void wall() {
System.out.println("玻璃墙壁弄好了");
}
}
2.3 测试
搭建木头房子和玻璃房子
java
/**
* @author chenyunzhi
* @date 2024/6/4 13:58
* @Description
*/
public class TemplateMethodPatternTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("------------搭建木头房子-----------");
WoodenHouse woodenHouse = new WoodenHouse();
woodenHouse.buildHouse();
System.out.println("------------搭建玻璃房子-----------");
GlassHouse glassHouse = new GlassHouse();
glassHouse.buildHouse();
}
}
这样我们就能够基于模板去修改子类去搭建我们的房子了
三. 结论
3.1 优缺点
优点:
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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。
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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:
- 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。
3.2 适用场景
- 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。
- 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。
3.3 要点
- 模板方法应该由某些步骤组成,这些步骤的顺序是固定的,并且某些方法需要不同的实现。模板方法应该是final。
- 如果您希望某些方法不被覆盖,您可以将它们设为 Final或者private
作者:神的孩子都在歌唱
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