模版方法设计模式（Template Method Design Pattern）[论点:概念、组成角色、相关图示、示例代码、适用场景]

秒速五厘米 2024-04-22 07:16 29阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  概念
 *  组成角色：
 *  相关图示
 *  示例代码
 *  适用场景

## 概念 ##

模板方法设计模式（Template Method Design Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个算法的步骤骨架，将这些步骤的具体实现延迟到子类中。模板方法模式可以使子类在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

## 组成角色： ##

1.  抽象类（Abstract Class）：定义了一套算法骨架，包括具体方法、抽象方法和模板方法。模板方法定义了算法的步骤，并依次调用相应的具体方法。
2.  具体子类（Concrete Class）：实现抽象类中的抽象方法，提供具体的算法实现。

## 相关图示 ##

![在这里插入图片描述][24acad5738a74f24a6cd2422d0cc875e.png]

## 示例代码 ##

// 抽象类，定义算法骨架
    public abstract class AbstractTemplate {
        
        // 具体方法
        protected void step1() {
        
            System.out.println("Step 1: Preparation");
        }
    
        // 抽象方法，由子类实现
        protected abstract void step2();
    
        // 具体方法
        protected void step3() {
        
            System.out.println("Step 3: Clean up");
        }
    
        // 模板方法，定义算法步骤
        public final void templateMethod() {
        
            step1();
            step2();
            step3();
        }
    }
    
    // 具体子类A
    public class ConcreteClassA extends AbstractTemplate {
        
        @Override
        protected void step2() {
        
            System.out.println("Step 2: ConcreteClassA implementation");
        }
    }
    
    // 具体子类B
    public class ConcreteClassB extends AbstractTemplate {
        
        @Override
        protected void step2() {
        
            System.out.println("Step 2: ConcreteClassB implementation");
        }
    }
    
    public class TemplateMethodDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            AbstractTemplate templateA = new ConcreteClassA();
            templateA.templateMethod();
    
            System.out.println("--------------------");
    
            AbstractTemplate templateB = new ConcreteClassB();
            templateB.templateMethod();
        }
    }

**运行结果**

![在这里插入图片描述][048825c228ea4d0eaaf2a254f76c2bd8.png]

## 适用场景 ##

1.  一系列算法或操作的骨架已经确定，但其中的某些步骤可以有多种实现或可变化。通过使用模板方法，这些可变化的步骤可以被推迟到子类中实现，从而实现代码复用和灵活性。
2.  避免代码重复。当存在多个类，它们之间的功能和操作步骤相似，但细节上存在差异时，可以考虑使用模板方法设计模式。将相同的部分提取到抽象类中，将可变部分交由子类实现，从而达到减少重复代码的目的。
3.  封装不变部分，扩展可变部分。通过将不变的部分封装在抽象类中，将可变的部分延迟到具体子类实现，保证了代码的稳定性和可扩展性。
4.  控制子类扩展。模板方法设计模式中的模板方法通常是一个不可被修改的方法，它定义了整个算法的执行顺序。子类可以重写模板方法中的某些步骤，但不能改变模板方法的结构和执行顺序。这样可以更好地控制子类的行为和扩展。

**举个例子，一个软件安装程序可能包括以下步骤：验证许可证、选择安装路径、安装软件、配置软件。其中验证许可证和安装路径这两个步骤可能因产品不同而有所差异，而安装和配置软件的步骤基本相同。这时，可以使用模板方法设计模式，将验证许可证和选择安装路径的实现留给具体子类，而将相同的安装和配置软件的步骤放在抽象类中。**

[24acad5738a74f24a6cd2422d0cc875e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/22/f66549e0770e4c7f9fd003a3074a47aa.png
[048825c228ea4d0eaaf2a254f76c2bd8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/22/4e4f6896bc384860855f7e7eabf6f596.png