模板模式

  • 在模板模式中,一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。
  • 它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进行。
  • 属于行为型模式。

意图:

定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决:

一些方法通用,却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用:

有一些通用的方法。

如何解决:

将这些通用算法抽象出来。

关键代码:

在抽象类实现,其他步骤在子类实现。

优点:

  • 封装不变部分,扩展可变部分
  • 提取公共代码,便于维护
  • 行为由父类控制,子类实现。

缺点:

每一个不同的实现都需要一个子类来实现,导致类的个数增加,使得系统更加庞大。

使用场景:

  • 有多个子类共有的方法,且逻辑相同
  • 重要的、复杂的方法,可以考虑作为模板方法。

注意事项:

为防止恶意操作,一般模板方法都加上 final 关键词。

案例说明

将创建一个定义操作的 Game 抽象类,其中,模板方法设置为 final,这样它就不会被重写。CricketFootball 是扩展了 Game 的实体类,它们重写了抽象类的方法。

创建一个抽象类,它的模板方法被设置为 final

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
public abstract class Game {
abstract void initialize();
abstract void startPlay();
abstract void endPlay();

//模板
public final void play(){

//初始化游戏
initialize();

//开始游戏
startPlay();

//结束游戏
endPlay();
}
}

创建扩展了上述类的实体类

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
public class Cricket extends Game {

@Override
void endPlay() {
System.out.println("Cricket Game Finished!");
}

@Override
void initialize() {
System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
}

@Override
void startPlay() {
System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
}
}

public class Football extends Game {

@Override
void endPlay() {
System.out.println("Football Game Finished!");
}

@Override
void initialize() {
System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
}

@Override
void startPlay() {
System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
}
}

使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式

1
2
3
4
5
6
7
8
public static void main(String[] args) {

Game game = new Cricket();
game.play();
System.out.println();
game = new Football();
game.play();
}

注意事项

  • 基本思想:算法只存在于一个地方,也就是在父类中,容易修改。需要修改算法时,只要修改父类的模板方法或者已经实现的某些步骤,子类就会继承这些修改

  • 实现了最大化代码复用。父类的模板方法和已实现的某些步骤会被子类继承而直接使用

  • 既统一了算法,也提供了很大的灵活性。父类的模板方法确保了算法的结构保持不变,同时由子类提供部分步骤的实现。

  • 不足之处:每一个不同的实现都需要一个子类实现,导致类的个数增加,使得系统更加庞大

  • 一般模板方法都加上 final 关键字, 防止子类重写模板方法.

  • 使用场景:当要完成在某个过程,该过程要执行一系列步骤 ,这一系列的步骤基本相同,但其个别步骤在实现时 可能不同,通常考虑用模板方法模式来处理