行为型模式 - 模板方法模式Template Method

news2024/12/23 17:18:23

学习而来，代码是自己敲的。也有些自己的理解在里边，有问题希望大家指出。

模式的定义与特点

模板方法（Template Method），模式的定义如下：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重新定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。

该模式的主要优点如下：

它封装了不变的部分，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。
部分方法使用子类实现，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。

该模式主要缺点如下：

对每个不同的实现都需要要定义一个子类，这对导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，间接的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，这导致一种返乡的控制结构，他提高了代码阅读性的难度。
由于继承关系自身的缺点，如果父类添加新的抽象方法，那么所有子类都需要重新改一遍。

模式的结构与实现

模板方法模式需要注意抽象类与具体子类之间的协作。它用到了虚函数的多态性技术以及“不用调用我，让我来调用你”的反向控制技术。现在来介绍它们的基本结构。

1. 模式的结构

模板方法模式包含以下主要角色。

1）抽象类/抽象模板（Abstract Class）

抽象模板类，负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下。

① 模板方法：定义了算法的骨架，按某种顺序调用其包含的基本方法。

② 基本方法：是整个算法中的一个步骤，包含以下几种类型。

抽象方法：在抽象类中声明，由具体子类实现。

具体方法：在抽象类中已经实现，在具体子类中可以继承或重写它。

钩子方法：在抽象类中已经实现，包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

2）具体子类/具体实现（Concrete Class）

具体实现类，实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法，它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。

模板方法模式的结构图如图 1 所示。

代码示例

using DesignPattern.TemplateMethodPattern;
using System;

namespace DesignPattern
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TemplateMethodHelper();
        }

        #region Pattern - TemplateMethod
        static void TemplateMethodHelper()
        {
            TemplateMethod cola = new Cola();
            cola.HaveDrank();

            TemplateMethod juice = new Juice();
            juice.HaveDrank();

            Console.ReadLine();
        }
        #endregion
    }
}

//======================================================================================

namespace DesignPattern.TemplateMethodPattern
{
    public abstract class TemplateMethod
    {
        public void HaveDrank()
        {
            By();
            OpenBottleCap();
            Drinking();
            CloseBottleCap();

        }
        protected abstract void By();

        private void OpenBottleCap()
        {
            Console.WriteLine("打开瓶盖.");
        }

        private void Drinking()
        {
            Console.WriteLine("喝一口.");
        }

        private void CloseBottleCap()
        {
            Console.WriteLine("合上瓶盖.");
        }
    }

    public class Cola : TemplateMethod
    {
        protected override void By()
        {
            Console.WriteLine("买一瓶可乐.");
        }
    }
    public class Juice : TemplateMethod
    {
        protected override void By()
        {
            Console.WriteLine("买一瓶果汁.");
        }
    }
}