模板模式
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
在父类中定义了算法的骨架,并允许子类在不改变算法结构的前提下重定义算法的某些特定步骤。
主要解决的问题
- 解决在多个子类中重复实现相同的方法的问题,通过将通用方法抽象到父类中来避免代码重复。
使用场景
- 当存在一些通用的方法,可以在多个子类中共用时。
实现方式
- 定义抽象父类:包含模板方法和一些抽象方法或具体方法。
- 实现子类:继承抽象父类并实现抽象方法,不改变算法结构。
关键代码
- 模板方法:在抽象父类中定义,调用抽象方法和具体方法。
- 抽象方法:由子类实现,代表算法的可变部分。
- 具体方法:在抽象父类中实现,代表算法的不变部分。
应用实例
- 建筑流程:地基、走线、水管等步骤相同,后期建筑如加壁橱、栅栏等步骤不同。
- 西游记的81难:菩萨定好的81难代表一个顶层逻辑骨架。
- Spring对Hibernate的支持:封装了如开启事务、获取Session、关闭Session等通用方法。
优点
- 封装不变部分:算法的不变部分被封装在父类中。
- 扩展可变部分:子类可以扩展或修改算法的可变部分。
- 提取公共代码:减少代码重复,便于维护。
缺点
- 类数目增加:每个不同的实现都需要一个子类,可能导致系统庞大。
使用建议
- 当有多个子类共有的方法且逻辑相同时,考虑使用模板方法模式。
- 对于重要或复杂的方法,可以考虑作为模板方法定义在父类中。
注意事项
- 为了防止恶意修改,模板方法通常使用
final
关键字修饰,避免被子类重写。
包含的几个主要角色
-
抽象父类(Abstract Class):
- 定义了模板方法和一些抽象方法或具体方法。
-
具体子类(Concrete Classes):
- 继承自抽象父类,并实现抽象方法。
-
钩子方法(Hook Method)(可选):
- 在抽象父类中定义,可以被子类重写,以影响模板方法的行为。
-
客户端(Client)(可选):
- 使用抽象父类和具体子类,无需关心模板方法的细节。
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。
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!
Siskin.xu
sis***@sohu.com
Python 方式:
Siskin.xu
sis***@sohu.com
chpeagle
chp***le@126.com
C++ 方式:
Game.h
Cricket.h
Football.h
Main.cpp
chpeagle
chp***le@126.com
liangfang
lia***ang@vip.163.com
PHP 实现:
liangfang
lia***ang@vip.163.com