23种设计模式第三部分关系模式（2）模板方法模式

本是古典何须时尚 2022-07-17 02:56 124阅读 0赞

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## 理解 ##

模板方法定义了一个算法的步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。

泡茶和泡咖啡，步骤很相似：

![03001343-389fc3c131b9425c82329e3db0217130.png][]

两种饮品其分别的做法如下代码：

public class Coffee 
    { 
        public void PrepareRecipe() 
        { 
            //烧水 
            BoilWater(); 
            //冲咖啡 
            BrewCoffeeGrinds(); 
            //倒入茶杯中 
            PourInCup(); 
            //加入糖和咖啡 
            AddSugarAndMilk(); 
        } 
        public void BoilWater() 
        { 
            Console.WriteLine("烧水"); 
        }
    
        public void BrewCoffeeGrinds() 
        { 
            Console.WriteLine("冲咖啡"); 
        }
    
        public void PourInCup() 
        { 
            Console.WriteLine("倒入杯子中"); 
        }
    
        public void AddSugarAndMilk() 
        { 
            Console.WriteLine("加糖和牛奶"); 
        } 
    }
    
    public class Tea 
    { 
        public void PrepareRecipe() 
        { 
            //烧水 
            BoilWater(); 
            //泡茶 
            SteepTeaBag(); 
            //倒入茶杯中 
            PourInCup(); 
            //加入柠檬 
            AddLemon(); 
        } 
        public void BoilWater() 
        { 
            Console.WriteLine("烧水"); 
        }
    
        public void SteepTeaBag() 
        { 
            Console.WriteLine("泡茶"); 
        }
    
        public void PourInCup() 
        { 
            Console.WriteLine("倒入杯子中"); 
        }
    
        public void AddLemon() 
        { 
            Console.WriteLine("加柠檬"); 
        } 
    }

烧水和带入杯子的方法显然是重复的，这样就不符合代码复用。  
对比两种做法，都是需要四个步骤，把相同的使用一个基类，不同的部分分别由自己的子类去实现。  
![03001345-339dff2fdc50427995e732ea127b4234.png][]

冲咖啡和泡茶以及加入咖啡和牛奶都是属于差不多动作相同的。所以可以继续抽象，抽象为“泡”和“加调料”。抽象后的方法大致如此：

![03001348-b247f6d1e9774f2c89ac40a02db0b3f0.png][]

得出的也就是我们的模板方法。下面来看看模板方法模式的类图：

![03001349-84ce70a9c90940a4b9eab46968640705.png][]

## 实现 ##

public abstract class CoffeeinBeverage1
    {
        public  void BoilWater()
        {
            Console.WriteLine("烧水");
        }
    
        public  void PrepareRecipe()
        {
            BoilWater();
            Brew();
            PourInCup();
            AddCondiments();
        }
    
        public  void PourInCup()
        {
            Console.WriteLine("倒入杯子中");
        }
    
        public abstract void Brew();
    
        public abstract void AddCondiments();
    
    }

咖啡：

public class Coffee1 : CoffeeinBeverage1
    {
        public override void Brew()
        {
            Console.WriteLine("冲咖啡");
            
        }
    
        public override void AddCondiments()
        {
            Console.WriteLine("加糖和牛奶");
        }

茶：

public class Tea1 : CoffeeinBeverage1
    {
        public override void Brew()
        {
            Console.WriteLine("泡茶");
        }
    
        public override void AddCondiments()
        {
            Console.WriteLine("加柠檬");
        }
    
    }

## 分析 ##

模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法似的自雷可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

这个模式用来创建一个算法的模板。什么是模板？如你所见，模板就是一个方法。更具体的说，这个方法将算法定义成一组步骤，其中的任何步骤都可以是抽象的，由子类负责实现。这可以确保算法的结构保持不变，同时由子类提供部分实现。

## 模板方法挂钩（使用钩子） ##

在上面的茶水和咖啡中，现在是看起来能喝了，但是有个问题就是有些人喝咖啡喜欢不加任何调味料的。那么我们硬是给客人加，肯定是会生气的。为了满足这个要求，设计模式提供的有这个解决方案——使用钩子。具体什么是钩子，我们小的时间的课本上有个猴子捞月亮的图片：

![03001355-ccc90a6b1e6c4d73a507543d20345af7.jpg][]

钩子是一种被声明在抽象类中的方法，但只有空的或者默认的实现。钩子可以让子类幼儿管理对算法的不同点进行挂钩（子类决定是否覆盖抽象类中的方法）。

public  void PrepareRecipe()
        {
            BoilWater();
            Brew();
            PourInCup();
            //有个判断方法来添加调料
            if (WantCondiments())
            {
                AddCondiments();
            }
        }
        /// <summary>
        /// 加入一个方法，用来判断是否需要加调料
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public virtual bool WantCondiments()
        {
            return true;
        }

在子类中，可以通过不同的方式类覆盖WantCondiment()方法。用来表示是否要加调料的标准，在此方法中注意必须加入virtual关键字，以便子类中使用override重写。下面看看咖啡中的方法：

public override bool WantCondiments()
       {
           return false;
       }

咖啡：

class Program
      {
          static void Main(string[] args)
          {
              CoffeeinBeverage1 coffeninBeverage = new Coffee1();
              coffeninBeverage.PrepareRecipe();
              Console.ReadKey();
          }
      }

输出：

![03001355-df747928051f450f8a7c1ee8ea0a2622.png][]

已经去掉了调料。

模板方法模式还涉及到一个好莱坞原则：

> 别调用（打电话给）我们，我们会调用（打电话给）你。

在模板方法模式中扮演好莱坞的角色是抽象类，子类是演员的角色。

我们允许低层组件将自己挂钩到系统上，但是高层组件会决定什么时候和怎样使用这些低层组件。换句话说，高层组件对待低层组件的方式是“别调用我们，我们会调用你。”我们要做的事，避免让高层和低层组件之间有明显的环状依赖。

## 总结 ##

对比模板方法模式、策略模式以及工厂方法模式：

模板方法 - -> 封装可互换的行为，然后使用委托来决定要采用哪一个行为。

策略 \-- >子类决定如何实现算法中的步骤。

工厂方法 -- > 由子类决定实例化哪个具体类。

[57a92d42-4d84-3aa9-a8b9-63a0b02c2c36.jpg]: /images/20220717/b5ea1ede16634574b165e4d4f752bee2.png
[5e2feb58-4170-3c07-a370-ed99bdcab223.jpg]: /images/20220717/64893d760d144a6993cbe49e4934fb52.png
[03001343-389fc3c131b9425c82329e3db0217130.png]: /images/20220717/5432f4589c224b3b88a7dea8c546f746.png
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[03001349-84ce70a9c90940a4b9eab46968640705.png]: /images/20220717/07659523fd63431786276e39a6968711.png
[03001355-ccc90a6b1e6c4d73a507543d20345af7.jpg]: /images/20220717/d483166ff53b4fdd803b86149cf652d8.png
[03001355-df747928051f450f8a7c1ee8ea0a2622.png]: /images/20220717/22da55db01374f1a87d0e2fec89a7ead.png