设计模式与范式 --- 行为型模式(模板方法模式)

简介: 设计模式与范式 --- 行为型模式(模板方法模式)

写在前



定义一个操作中的算法的框架,而将一些步骤延迟到子类中。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。

实际上是封装了一个固定流程,该流程由几个步骤组成,具体步骤可以由子类进行不同实现,从而让固定的流程产生不同的结果。

其实就是类的继承机制,但它却是一个应用非常广泛的模式。

本质:抽象封装流程,具体进行实现


1.模式概述



结构图


image.png


从 UML 类图中,我们可以看到,模板方法模式 主要包含两种角色:


  • 抽象模板(AbstractClass):抽象模板类,定义了一套算法框架/流程;
  • 具体实现(ConcreteClass):具体实现类,对算法框架/流程的某些步骤进行了实现;


2.应用举例



  • 背景:小成希望学炒菜:手撕包菜 & 蒜蓉炒菜心
  • 冲突:两道菜的炒菜步骤有的重复有的却差异很大,记不住
  • 解决方案:利用代码记录下来


代码如下:

public  abstract class Abstract Class {  
//模板方法,用来控制炒菜的流程 (炒菜的流程是一样的-复用)
//申明为final,不希望子类覆盖这个方法,防止更改流程的执行顺序 
        final void cookProcess(){  
        //第一步:倒油
        this.pourOil();
        //第二步:热油
         this.HeatOil();
        //第三步:倒蔬菜
         this.pourVegetable();
        //第四步:倒调味料
         this.pourSauce();
        //第五步:翻炒
         this.fry();
    }  
//定义结构里哪些方法是所有过程都是一样的可复用的,哪些是需要子类进行实现的
//第一步:倒油是一样的,所以直接实现
void pourOil(){  
        System.out.println("倒油");  
    }  
//第二步:热油是一样的,所以直接实现
    void  HeatOil(){  
        System.out.println("热油");  
    }  
//第三步:倒蔬菜是不一样的(一个下包菜,一个是下菜心)
//所以声明为抽象方法,具体由子类实现 
    abstract void  pourVegetable();
//第四步:倒调味料是不一样的(一个下辣椒,一个是下蒜蓉)
//所以声明为抽象方法,具体由子类实现 
    abstract void  pourSauce();
//第五步:翻炒是一样的,所以直接实现
    void fry();{  
        System.out.println("炒啊炒啊炒到熟啊");  
    }  
}
//---------------------炒手撕包菜的类-------------------------
  public class ConcreteClass_BaoCai extend  Abstract Class{
    @Override
    public void  pourVegetable(){  
        System.out.println(”下锅的蔬菜是包菜“);  
    }  
    @Override
    public void  pourSauce(){  
        System.out.println(”下锅的酱料是辣椒“);  
    }  
}
//--------------------炒蒜蓉菜心的类-------------------------
  public class ConcreteClass_CaiXin extend  Abstract Class{
    @Override
    public void  pourVegetable(){  
        System.out.println(”下锅的蔬菜是菜心“);  
    }  
    @Override
    public void  pourSauce(){  
        System.out.println(”下锅的酱料是蒜蓉“);  
    }  
}


3.总结与补充



优点:


  • 它封装了不变部分,扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现,而把可变部分算法由子类继承实现,便于子类继续扩展。
  • 它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用
  • 部分方法是由子类实现的,因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能,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,间接地增加了系统实现的复杂度。
  • 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。
  • 由于继承关系自身的缺点,如果父类添加新的抽象方法,则所有子类都要改一遍。


应用场景


大家平常可能会经常遇到,也会偶尔代码重构并抽象一套公共流程给到子类使用,只是大家并不一定其实它是一种设计模式。


在实际中,应用的场景很多:


  • JDK中的 AbstractQueuedSynchronizer (抽象队列同步器)及其一系列子类实现的不同功能的锁;
  • Spring 对 JDBC 的支持:获取 Session、关闭 Session,开启事务等;


参考



https://www.jianshu.com/p/4c440474cbd5

https://www.jianshu.com/p/82abdbabe2a5

https://www.jianshu.com/p/a3474f4fee57

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