Java设计模式—模板方法模式

news2024/12/24 10:23:13

前言：模板方法模式是模板模式的一个具体实现，它定义了一个抽象类，其中包含一个模板方法和若干个基本方法。其中模板方法定义了算法骨架，而基本方法则由子类来实现。因此，模板方法在定义算法的结构方面提供了支持，而基本方法则在定义算法的具体实现细节方面提供了支持。

文章目录：

概念
作用
优、缺点
代码案例

一、模板模式的概念

模板模式是一种行为设计模式，定了一个操作中的算法骨架，而且将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变一个算法的结构情况下，既可重定义该算法的某些特定步骤

简单的理解就是：模板模式是一种行为设计模式，提供了一个框架来定义执行算法的步骤，子类可以实现具体的步骤，同时保留算法的结构。

二、模板方法模式的作用

模板方法模式的主要作用如下：

模板方法将公共的算法步骤封装在父类中，子类只需要实现自己特有的算法步骤即可。这样可以避免重复编写相同的代码，提高代码复用性。
当需求变更时，只需要修改子类中的算法步骤即可，不需要修改父类的算法结构，因此可以减少对系统其他部分的影响。
模板方法模式符合开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。通过定义抽象父类，可以在不修改原有代码的情况下扩展系统功能。
客户端只需要调用模板方法即可，无需关心具体实现细节，降低了客户端的使用难度。

三、模板方法模式的优、缺点

优点：

提高代码复用性
便于维护和扩展
实现了开闭原则
简化了客户端调用

缺点：

增加了系统的抽象性和理解难度：由于模板方法模式将算法步骤封装在抽象父类中，因此增加了系统的抽象性和理解难度。
可能会带来过多的子类：如果模板方法中的算法步骤比较多，可能需要为每个步骤都定义一个子类，这样可能会导致系统中存在过多的子类，简称：“类爆炸”。
不适用于所有场景：模板方法模式适用于具有相同或类似流程的算法，但不适用于那些完全不同的算法。

四：模板方法模式的代码案例

以老师上课为案例

UML 类图

1）创建抽象类

package edu.nf;

/**
 * @author 半杯可可
 * @date 2023/6/5
 */
public abstract class Teacher {

    /**
     * 所有老师上课都是一样的点名
     */
    public void call() {
        System.out.println("上课点名");
    }

    /**
     * 上课，不同的老师做不同的实现
     */
    public abstract void lesson();

    /**
     * 布置作业，不同专业布置不同的内容
     */
    public abstract void homework();

    /**
     * 这就是模版方法，将业务执行的步骤顺序封装在这个方法中
     * 并暴露给客户端调用
     */
    public void work() {
        call();
        //调用的是子类实现的方法
        lesson();
        //判断钩子是否剔除了此方法
        if(hock()) {
            //调用的是子类实现的方法
            homework();
        }
    }

    /**
     * 钩子方法，子类负责重写这个方法来剔除不需要的步骤，
     * 默认值为true表示不剔除
     * @return
     */
    protected boolean hock() {
        return true;
    }
}

2）创建一个JavaTeacher类继承Teacher抽象类

package edu.nf;

/**
 * @author 半杯可可
 * @date 2023/6/5
 */
public class JavaTeacher extends Teacher{

    @Override
    public void lesson() {
        System.out.println("上Java课程");
    }

    @Override
    public void homework() {
        System.out.println("布置Java作业");
    }
}

3）再创建一个EnglishTeacher类继承Teacher抽象类

package edu.nf;

/**
 * @author 半杯可可
 * @date 2023/6/5
 */
public class EnglishTeacher extends Teacher {

    @Override
    public void lesson() {
        System.out.println("上英语课");
    }

    @Override
    public void homework() {
        System.out.println("布置英语作业");
    }

    @Override
    protected boolean hock() {
        return false;
    }
}

4）代码Main测试

package edu.nf;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new JavaTeacher();
        teacher.work();
    }
}