设计模式——模板方法模式( Template Method Pattern)
来源:互联网 发布:宝日龙梅 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 05:12
一、模板方法模式的定义
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。模板方法使得子类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。
从定义可以看出,模板方法的本质是:封装算法。
类图结构:
其中,templateMethod会调用抽象类中定义的一些抽象方法,或者已经实现(默认的具体实现)的方法(称之为“钩子”),子类(实现类)需要实现父类中的抽象方法,或者覆盖父类中已实现的方法,从而实现算法(或改变算法)。
二、一个例子
/** * 抽象类,定义了模板方法。 */public abstract class AbstractClass { // 定义为final:子类不可改变该算法,只能 // 修改其中的某些步骤的具体实现。 public final void templateMethod() { // 抽象方法,子类必须实现 primitiveOperation1(); // 抽象方法,子类必须实现 primitiveOperation2(); // 钩子方法,子类可选择覆写或不覆写 concreteOperation(); } public abstract void primitiveOperation1(); public abstract void primitiveOperation2(); // 默认实现了该方法(钩子方法),子类可选择 // 覆写该方法以改变该步骤,或选择不覆写。 public void concreteOperation() { System.out.println("concreteOperation in abstractClass..."); }}/** * 子类,完成算法的具体实现。 */ public class ConcreteClass extends AbstractClass { public void primitiveOperation1() { System.out.println("operation1 in ConcreteClass..."); } public void primitiveOperation1() { System.out.println("operation2 in ConcreteClass..."); } /** * 子类选择覆写该方法,那么当执行父类中的算法时,会 * 使用子类中的concreteOperation实现,而不是父 * 类中的实现。 */ public void concreteOperation() { System.out.println("concreteOperation in ConcreteClass..."); }}/** * 测试类 */ public class TemplateMethodTest { public static void main(Stirng[] args) { ConcreteClass conClass = new ConcreteClass(); conClass.templateMethod(); }}
钩子: 钩子声明在抽象类中,有默认的实现。钩子让子类能够选择对算法的不同点进行挂钩,或者不挂钩。
三、几个问题
1.什么时候选择使用抽象方法?什么时候又该使用钩子?
当子“必须”实现模板算法中的某些步骤时,使用抽象方法;当模板算法中的某个步骤为可选,即子类可以视情况决定是否重现实现(或改变)该步骤时,就使用“钩子”。
2.钩子的作用?
主要有两方面作用:一是可以让子类可选择性地实现算法中的某些步骤;二是让子类可以在算法的某个步骤即将发生之前(或之后)做出一些反应,比如可以在执行父类实现的方法之前(或之后)加入一些代码。
四、好莱坞原则
模板方法模式涉及到面向对象编程中的一条“原则”——好莱坞原则:
别调用我们,我们会调用你。
即,底层组件(子类)可以将自己挂钩到系统上,但高层组件(父类)会决定如何使用这些底层组件(因为父类定义了模板方法,而子类只是实现模板方法中的某些步骤)。因此,高层组件对底层组件的方式就是:你别调用我,我会主动调用你!
五、模板方法模式的优缺点
优点
- 模板方法模式通过把不变的行为搬移到超类,去除了子类中的重复代码。
- 子类实现算法的某些细节,有助于算法的扩展。
- 通过一个父类调用子类实现的操作,通过子类扩展增加新的行为,符合“开放-封闭原则”。
缺点
- 每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大。
- 超类中的模板方法中,步骤粒度的划分比较困难:小了会加大子类的负担,大了会降低灵活性。
六、应用场景
- 比如在棋牌类游戏平台中,玩家登录游戏、进入大厅、选择游戏、进入游戏牌局、开始牌局…这些步骤都是固定的,因此可以使用模板方法模式。
- java中的sort排序算法。
- java中的Applet中提供了非常多的“钩子”。
- 总体来说,模板方法模式适应与那些算法步骤固定,可根据不同的需求,定制算法实现细节的场景。
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