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设计模式-04.模板方法模式

2020/12/28 19:44:00 文章标签:

设计模式-04.模板方法模式 模板方法模式定义介绍实现优点缺点使用场景扩展定义 在模板模式(Template Pattern)中,一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进…

设计模式-04.模板方法模式

模板方法模式

  • 定义
    • 介绍
    • 实现
    • 优点
    • 缺点
    • 使用场景
    • 扩展

定义

在模板模式(Template Pattern)中,一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

介绍

意图:定义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不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决:一些方法通用,却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用:有一些通用的方法。

如何解决:将这些通用算法抽象出来。

关键代码:在抽象类实现,其他步骤在子类实现。

应用实例: 1、在造房子的时候,地基、走线、水管都一样,只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异。 2、西游记里面菩萨定好的 81 难,这就是一个顶层的逻辑骨架。 3、spring 中对 Hibernate 的支持,将一些已经定好的方法封装起来,比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等,程序员不重复写那些已经规范好的代码,直接丢一个实体就可以保存。

优点: 1、封装不变部分,扩展可变部分。 2、提取公共代码,便于维护。 3、行为由父类控制,子类实现。

缺点:每一个不同的实现都需要一个子类来实现,导致类的个数增加,使得系统更加庞大。

使用场景: 1、有多个子类共有的方法,且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法,可以考虑作为模板方法。

注意事项:为防止恶意操作,一般模板方法都加上 final 关键词。

实现

我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类,其中,模板方法设置为 final,这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类,它们重写了抽象类的方法。

TemplatePatternDemo,我们的演示类使用 Game 来演示模板模式的用法。
在这里插入图片描述
步骤 1
创建一个抽象类,它的模板方法被设置为 final。

Game.java

public abstract class Game {
   abstract void initialize();
   abstract void startPlay();
   abstract void endPlay();
 
   //模板
   public final void play(){
 
      //初始化游戏
      initialize();
 
      //开始游戏
      startPlay();
 
      //结束游戏
      endPlay();
   }
}

步骤 2
创建扩展了上述类的实体类。

Cricket.java

public class Cricket extends Game {
 
   @Override
   void endPlay() {
      System.out.println("Cricket Game Finished!");
   }
 
   @Override
   void initialize() {
      System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
   }
 
   @Override
   void startPlay() {
      System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
   }
}

Football.java

public class Football extends Game {
 
   @Override
   void endPlay() {
      System.out.println("Football Game Finished!");
   }
 
   @Override
   void initialize() {
      System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
   }
 
   @Override
   void startPlay() {
      System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
   }
}

步骤 3
使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式。

TemplatePatternDemo.java

public class TemplatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Game game = new Cricket();
      game.play();
      System.out.println();
      game = new Football();
      game.play();      
   }
}

步骤 4
执行程序,输出结果:

Cricket Game Initialized! Start playing.
Cricket Game Started. Enjoy the game!
Cricket Game Finished!

Football Game Initialized! Start playing.
Football Game Started. Enjoy the game!
Football Game Finished!

优点

封装不可变部分,扩展可变部分. 把认为是不变部分的算法封装到父类实现,而可变部分的则可以通过继承来继续扩展
提取公共部分代码,便于维护. 试想, 如果我们不抽取到父类,维护人员为了修正一个缺陷,需要到处查找类似的代码
行为有父类控制,子类实现. 基本方法是由子类实现的, 因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能, 符合开闭原则

缺点

按照我们的设计习惯, 抽象类负责声明最抽象,最一般的食物属性和方法, 实现类完成具体的事物属性和方法. 但是模板方法模式却颠倒了, 抽象类定义了部分抽象方法, 由子类实现, 子类执行的结果影响了父类的结果, 也就是子类对父类产生了影响, 这在复杂的项目中,会带来代码阅读的难度, 而且也会让新手产生不适感

使用场景

多个子类有公有的方法,并且逻辑基本相同
重要、复杂的算法, 可以把核心算法设计成模板方法, 周边的相关细节功能则由各个子类实现
重构时, 模板方法模式是一个经常使用的模式, 把相同的代码抽取到父类中,然后通过钩子函数约束其行为

扩展

在这里插入图片描述
子类实现 isRun() 方法, 通过子类的不同实现,可以影响到公共代码的执行。可以提取公共代码到父类中,同时又根据子类的条件,来选择性执行。

也就是说外界条件改变,影响到模板方法的窒息那个. 在我们抽象类中 isRun 的返回值就影响了模板方法的执行结果, 该方法就叫做钩子方法.

模板方法模式就是在模板方法中按照一定的规则和顺序调用基本方法.


本文链接: http://www.dtmao.cc/news_show_550359.shtml

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