模板方法设计模式(TemplateMethod)

news2024/10/6 8:29:51

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文章目录

- 抽象类
- 语法
- 使用说明
- 注意事项
- 模板方法设计模式
- - 代码示例
  - 应用

抽象类

随着继承层次中一个个新子类的定义，类变得越来越具体，而父类则更一般，更通用。类的设计应该保证父类和子类能够共享特征。有时将一个父类设计得非常抽象，以至于它没有具体的实例，这样的类叫做抽象类。

语法

抽象类： 被abstract修饰的类。
抽象方法： 被abstract修饰没有方法体的方法。

抽象类的语法格式:

[权限修饰符] abstract class 类名{
}

[权限修饰符] abstract class 类名 extends 父类{    
}

//抽象方法的语法格式
[其他修饰符] abstract 返回值类型 方法名([形参列表]);
//注意：抽象方法没有方法体

使用说明

抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
抽象类是用来被继承的，抽象类的子类必须重写父类的抽象方法，并提供方法体。若没有重写全部的抽象方法，仍为抽象类。
抽象类中，也有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员变量使用的。
理解：子类的构造方法中，有默认的super()或手动的super(实参列表)，需要访问父类构造方法。
抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。

注意事项

不能用abstract修饰变量、代码块、构造器；
不能用abstract修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类。

模板方法设计模式

抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为方式。

解决的问题：

当功能内部一部分实现是确定的，另一部分实现是不确定的。这时可以把不确定的部分暴露出去，让子类去实现。
例如：在软件开发中实现一个算法时，整体步骤很固定、通用，这些步骤已经在父类中写好了。但是某些部分易变，易变部分可以抽象出来，供不同子类实现。这就是一种模板模式。

代码示例

示例1：

//模板方法
public abstract class Template {
    public final void getTime(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        this.code();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时：" + (end - start));
    }

    public abstract void code();
}
//具体实现
public class SubTemplate extends Template {
    //求2-100000之间的质数
    @Override
    public void code() {
        int count = 0;
        label:
        for (int i = 2; i <= 100000; i++) {
            for (int j = 2; j <= Math.sqrt(i); j++) {
                if (i % j == 0) {
                    //结束【当前】最外层循环
                    continue label;
                }
            }
            count++;
        }
        System.out.println("质数有：" + count);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Template subTemplate = new SubTemplate();
    subTemplate.getTime();
}

示例2：

//模板方法
abstract class BankTemplateMethod {
    // 具体方法
    public void takeNumber() {
        System.out.println("取号排队");
    }

    public abstract void transact(); // 办理具体的业务 //钩子方法

    public void evaluate() {
        System.out.println("反馈评分");
    }

    // 模板方法，把基本操作组合到一起，子类一般不能重写
    public final void process() {
        this.takeNumber();

        this.transact();// 像个钩子，具体执行时，挂哪个子类，就执行哪个子类的实现代码

        this.evaluate();
    }
}

class DrawMoney extends BankTemplateMethod {
    public void transact() {
        System.out.println("我要取款！！！");
    }
}

class ManageMoney extends BankTemplateMethod {
    public void transact() {
        System.out.println("我要理财！我这里有2000万美元!!");
    }
}

//抽象类的应用：模板方法的设计模式
public class TemplateMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        BankTemplateMethod btm = new DrawMoney();
        btm.process();

        BankTemplateMethod btm2 = new ManageMoney();
        btm2.process();
    }
}