深入理解Java設計模式之模板方法模式

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一、什麼是模板方法模式

模板方法模式在一個方法中定義一個算法的骨架，而將一些步驟的實現延遲到子類中。模板方法使得子類可以在不改變算法結構的情況下，重新定義算法中某些步驟的具體實現。

看到“設計模式”這四個字我們往往會覺得高深莫測，但是模板方法模式卻是一個例外，你要關註的就是一個方法而已。

模板方法模式確實非常簡單，僅僅使用繼承機制，但是它是一個應用非常廣泛的模式。

二、模板方法模式的使用場景

當系統中算法的骨架是固定的時候，而算法的實現可能有很多種的時候，就需要使用模板方法模式。

  • 多個子類有共有的方法，並且邏輯基本相同
  • 重要、復雜的算法，可以把核心算法設計為模板方法，周邊的相關細節功能則由各個子類實現
  • 重構時，模板方法是一個經常使用的方法，把相同的代碼抽取到父類中，然後通過構造函數約束其行為。

舉例：需要做一個報表打印程序，用戶規定需要表頭，正文，表尾。但是客戶的需求會變化，一會希望這樣顯示表頭，一會希望那樣顯示。

這時候采用模板方式就合適。

三、模板方法模式的優缺點

優點：

封裝不變部分，擴展可變部分。把認為不變部分的算法封裝到父類中實現，而可變部分的則可以通過繼承來繼續擴展。提取公共部分代碼，便於維護。行為由父類控制，子類實現

缺點：

算法骨架需要改變時需要修改抽象類。

按照設計習慣，抽象類負責聲明最抽象、最一般的事物屬性和方法，實現類負責完成具體的事務屬性和方法，但是模板方式正好相反，子類執行的結果影響瞭父類的結果，會增加代碼閱讀的難度。

四、模板方法模式的實現

AbstractClass類—抽象模板類，定義並實現瞭一個模板方法。

這個模板一般是一個具體方法，它給出瞭一個頂級邏輯的骨架，而邏輯的組成步驟在相應的抽象操作中，推遲到子類實現。
頂級邏輯也有可以調用具體的方法

abstract class AbstractClass
{
    //一些抽象行為放到子類去實現
    public abstract void PrivateOperation1();
    public abstract void PrivateOperation2();
     //模板方法，給出瞭邏輯的骨架，而邏輯的組成是一些相應的抽象操作，它們都推遲到子類實現
    public void TemplateMethod()
    {
        PrivateOperation1();
        PrivateOperation2();
        Console.WriteLine("");
    }
}

ConcreteClass類，實現父類所定義的一個或者多個抽象方法。

每一個AbstractClass都可以有任意多個ConcreteClass與之對應，而每一個ConcreteClass都可以給出這些抽象方法的不同實現，從而使得頂級邏輯的實現各不相同。

class ConcreteClassA : AbstractClass
{
    public override void PrivateOperation1()
    {
        Console.WriteLine("具體類A方法1實現");
    }
     public override void PrivateOperation2()
    {
        Console.WriteLine("具體類A方法2實現");
    }
}
class ConcreteClassB : AbstractClass
{
    public override void PrivateOperation1()
    {
        Console.WriteLine("具體類B方法1實現");
    }
     public override void PrivateOperation2()
    {
        Console.WriteLine("具體類B方法2實現");
    }
}

客戶端代碼

static void Main(string[] args)
{
    AbstractClass c;
    c = new ConcreteClassA();
    c.TemplateMethod();
     c = new ConcreteClassB();
    c.TemplateMethod();
     Console.Read();
}

五、總結

重復=易錯+難改，模板方法模式是通過父類建立框架，子類在重寫瞭父類部分方法之後，在調用從父類繼承的方法，產生不同的效果，通過修改子類，影響父類行為的結果，模板方法在一些開源框架中應用非常多，它提供瞭一個抽象類，然後開源框架寫瞭一堆子類，如果需要擴展功能，可以繼承此抽象類，然後覆寫protected基本方法，然後在調用一個類似TemplateMethod()的模板方法，完成擴展開發。

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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