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行为设计模式 -模板方法模式- JAVA

article 2024/10/2 12:18:56

模板方法模式

- 一 .简介
- 二. 案例
- - 2.1 抽象类（Abstract Class）
  - 2.2 具体子类（Concrete Class）
  - 2.3 测试
- 三. 结论
- - 3.1 优缺点
  - 3.2 适用场景
  - 3.3 要点

前言
这是我在这个网站整理的笔记,有错误的地方请指出，关注我，接下来还会持续更新。

作者：神的孩子都在歌唱

一 .简介

模板方法是一种行为设计模式。模板方法设计模式用于创建方法存根并将某些实现步骤推迟到子类。

百度百科： 模板方法模式定义了一个算法的步骤，并允许子类别为一个或多个步骤提供其实践方式。让子类别在不改变算法架构**的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

理解： 在面向对象程序设计过程中，我们常常会遇到这种情况：设计一个系统时知道了算法所需的关键步骤，而且确定了这些步骤的执行顺序，但某些步骤的具体实现还未知，或者说某些步骤的实现与具体的环境相关。

通俗理解，就是设计构建一个对象的时候，类的步骤已经固定了，可是某些类的实现逻辑没固定，就将这些实现给子类去做。

让我们通过一个例子来理解这个模式，假如我们想建造房子，建造房子需要步骤是: 打地基（Foundation），立柱子（Pillars），砌墙（wall），和安装窗户（window）。我们没办法更改这个执行步骤，因为只能完成前一步才能进行下一步。如果我想建造一个木房子（Wooden）和一个玻璃房子（glass），地基的实现都是一样的。因此，针对这种情况我们可以创建一个模板方法，然后通过继承这个模板方法，实现对应的子类去建造不同的房子。接下来通过代码来加深理解。

模板方法（Template Method）模式包含以下主要角色：

抽象类（Abstract Class）：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。
- 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。
- 基本方法：是实现算法各个步骤的方法，是模板方法的组成部分。基本方法又可以分为三种：
  - 抽象方法(Abstract Method) ：一个抽象方法由抽象类声明、由其具体子类实现。
  - 具体方法(Concrete Method) ：一个具体方法由一个抽象类或具体类声明并实现，其子类可以进行覆盖也可以直接继承。
  - 钩子方法(Hook Method) ：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。
    
    一般钩子方法是用于判断的逻辑方法，这类方法名一般为isXxx，返回值类型为boolean类型。
具体子类（Concrete Class）：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组成步骤。

二. 案例

2.1 抽象类（Abstract Class）

定义模板方法

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/4 13:48
 * @Description 房子模板
 */
public abstract class HouseTemplate {

    /**
     * 定义构建房子步骤  final定义防止子类重写
     */
    public final void buildHouse() {
        // 地基
        foundation();
        // 柱子
        pillars();
        // 墙
        wall();
        // 窗户 默认玻璃
        window();
        System.out.println("房子搭建成功");
    }

    /**
     * 写成私有的防止被子类重写
     */
    private void foundation() {
        System.out.println("地基已经打好");
    }

    public abstract void pillars();

    public abstract void wall();

    public void window() {
        System.out.println("玻璃窗户");
    }
    
}

2.2 具体子类（Concrete Class）

木头房子

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/4 13:55
 * @Description
 */
public class WoodenHouse extends HouseTemplate{
    @Override
    public void pillars() {
        System.out.println("木头柱子弄好了");
    }

    @Override
    public void wall() {
        System.out.println("木头墙壁弄好了");
    }
    @Override
    public void window() {
        System.out.println("木头窗户弄好了");
    }
}

玻璃房子

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/4 13:59
 * @Description 玻璃房子
 */
public class GlassHouse extends HouseTemplate{
    @Override
    public void pillars() {
        System.out.println("玻璃柱子弄好了");
    }

    @Override
    public void wall() {
        System.out.println("玻璃墙壁弄好了");
    }
}

2.3 测试

搭建木头房子和玻璃房子

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/4 13:58
 * @Description
 */
public class TemplateMethodPatternTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("------------搭建木头房子-----------");
        WoodenHouse woodenHouse = new WoodenHouse();
        woodenHouse.buildHouse();

        System.out.println("------------搭建玻璃房子-----------");
        GlassHouse glassHouse = new GlassHouse();
        glassHouse.buildHouse();

    }
}