设计模式学习之模板方法模式

墨蓝 2024-03-17 13:37 51阅读 0赞

设计模式系列往期文章

1.  [设计模式学习之策略模式][Link 1]
2.  [设计模式学习之策略模式在前端的应用][Link 2]
3.  [设计模式学习之简单工厂模式][Link 3]
4.  [设计模式学习之工厂方法模式][Link 4]
5.  [设计模式学习之抽象工厂模式][Link 5]
6.  [设计模式学习之策略模式和简单工厂模式的对比][Link 6]
7.  [设计模式学习之观察者模式][Link 7]

模板方法模式是行为型设计模式的一种，它在基类中定义了一个执行框架（类似于pipeline），允许子类覆写该框架中的子方法，使得子类可以在不改变算法结构的情况下重写算法的特定步骤。从这个描述中就能大概理解为什么叫模板方法模式了——基类中定义的执行框架就类似于一个模板，而子类可以通过重新实现其中的方法对模板中的功能进行自定义。

![在这里插入图片描述][95fc5145decd41b88f7b635d49a9952e.png]

#### 使用场景 ####

1.  当多个类的算法除一些细微不同之外几乎完全一样时， 你可使用该模式。 但由于模板方法基于继承机制， 只要算法发生变化， 你就可能需要修改所有的类。
2.  当你只希望客户端扩展某个特定算法步骤， 而不是整个算法或其结构时， 可使用模板方法模式。
3.  模板方法模式是一个重构时经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

> 说明：模板方法中的子方法可以为抽象方法，这样就需要强制实现类去实现该方法。

#### 举个栗子 ####

以建造房屋为例，标准房屋建造步骤是固定的，但是可以在其中的步骤中提供几个扩展点， 允许房屋业主调整房屋的部分细节。每个建造步骤 （例如打地基、 建造框架、 建造墙壁和安装水电管线等） 都能进行微调， 这使得成品房屋会略有不同。

abstract class AbstractBuilder{
        
        public abstract void stepOne();
    
        public void stepTwo() {
        
            System.out.println("建造框架");
        }
    
        public void stepThree() {
        
            System.out.println("建造墙壁");
        }
    
        public void stepFour() {
        
            System.out.println("安装水电管线");
        }
    
        public void buildTemplate() {
        
        	stepOne();
        	stepTwo();
        	stepThree();
        	stepFour();
        }
    }
    
    class ConcreteBuilder extends AbstractBuilder() {
        
        @override
        public abstract void stepOne() {
        
        	System.out.println("打地基");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
            AbstractBuilder builder = new ConcreteBuilder();
            builder.buildTemplate();
        }

#### 优缺点 ####

##### 优点 #####

*  你可将重复代码提取到一个超类中。
 *  你可仅允许客户端重写一个大型算法中的特定部分， 使得算法其他部分修改对其所造成的影响减小。

##### 缺点 #####

*  通过子类抑制默认步骤实现可能会导致违反里氏替换原则。
 *  模板方法中的步骤越多， 其维护工作就可能会越困难。

#### UML图 ####

![在这里插入图片描述][5499ca17cdb64616a6f1fefebd2aee89.png]

对应的plantUML类图代码：

@startuml
    
    skinparam linetype ortho
    
    package "Template Method" <<Frame>> {
      class BaseClassTemplate {
        + execute()
        + stepOne()
        + stepTwo()
        + stepThree()
      }
    
      class ConcreteImplA {
        + stepOne()
      }
    
      class ConcreteImplB {
        + stepOne()
        + stepTwo()
        + stepThree()
      }
    
      note right of BaseClassTemplate
      // execute是一个模板方法
      // 其中按照固定逻辑调用了子方法
      execute() {
        stepOne();
        stepTwo();
        stepThree();
      }
      end note
    
      BaseClassTemplate <|-- ConcreteImplA
      BaseClassTemplate <|-- ConcreteImplB
    }
    @enduml

[Link 1]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/124540517
[Link 2]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/124541211
[Link 3]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/124641128
[Link 4]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/131388139
[Link 5]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/131406828
[Link 6]: https://blog.csdn.net/qq_26822029/article/details/131407577
[Link 7]: https://wonanut.blog.csdn.net/article/details/131447172
[95fc5145decd41b88f7b635d49a9952e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/5d637581cfdd438092bbe7178ddac245.png
[5499ca17cdb64616a6f1fefebd2aee89.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/10b2472aeb7d4b669a88720c8ea10935.png