模板方法设计模式(Template Pattern)(上)

简介: 模板方法设计模式(Template Pattern)(上)

1 定义

模板模式,全称模板方法设计模式,Template Method Design Pattern。

GoF《设计模式》的定义: Define the skeleton of analgorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm’s structure.


模板方法模式在一个方法中定义一个算法骨架,并将某些步骤推迟到子类中实现。模板方法模式可以让子类在不改变算法整体结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。


算法骨架就是“模板”

包含算法骨架的方法就是模板方法

所以叫模板方法模式,属行为型模式。


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。

2 原理

  • 模板方法模式的通用类图
  • image.png
  • 仅利用了Java的继承机制,AbstractClass是抽象模板,其方法分为两类:


基本方法

基本操作,定义为abstract,强制子类实现,并在模板方法被调用

模板方法

一般是一个具体方法,即一个框架,实现对基本方法的调度,完成固定逻辑

模板方法加上final关键字,不允许被重写。


在类图中还有一个角色:具体模板。ConcreteClass1和ConcreteClass2属于具体模板,实现父类所定义的一个或多个抽象方法,即父类定义的基本方法在子类中得以实现。


抽象模板类

public abstract class AbstractClass {
     // 基本方法
     protected abstract void doSomething();
     // 基本方法
     protected abstract void doAnything();
     // 模板方法
     public void templateMethod() {
             /*
              * 调用基本方法,完成相关的逻辑
              */
             this.doAnything();
             this.doSomething();
     }
}

具体模板类

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
     // 实现基本方法
     protected void doAnything() {
             // 业务逻辑
     }
     protected void doSomething() {
             // 业务逻辑处理
     }
}
public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
     // 实现基本方法
     protected void doAnything() {
             // 业务逻辑处理
     }
     protected void doSomething() {
             // 业务逻辑处理
     }
}

场景类

public class Client {
     public static void main(String[] args) {
             AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
             AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();               
             //调用模板方法
             class1.templateMethod();
             class2.templateMethod();
     }
}

抽象模板中的基本方法尽量设计为protected类型,符合迪米特法则,不需要暴露的属性或方法尽量不要设置为protected类型。实现类若非必要,尽量不要扩大父类中的访问权限。


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规范好的代码,直接丢一个实体即可保存。

3 使用场景

  • 多个子类有公有的方法,并且逻辑基本相同时
  • 重要、复杂的算法,可将不变的核心算法设计为模板方法,周边的相关细节功能、可变的行为由各个子类实现

重构时,模板方法模式是一个经常使用的模式,把相同代码抽取到父类,然后通过钩子函数约束其行为

4 案例

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。

3.png

image.png

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