模板方法模式是一种行为型设计模式,它定义了一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式的优点是可以提高代码复用性,将相同的部分代码放在抽象的父类中,而将不同的代码放入不同的子类中,通过对子类的具体实现扩展不同的行为,实现了反向控制和符合“开闭原则” 。,,缺点是增加了复杂性,类数量增加,增加了系统复杂性;引入了抽象类,对于每个实现,都需要定义一个子类。
在软件开发中,我们经常需要处理一些具有相似结构和行为的对象,这些对象可能有不同的状态和实现细节,但是它们的操作方式是相同的,为了解决这个问题,我们可以使用一种称为模板方法模式的设计模式,模板方法模式是一种行为型设计模式,它在一个抽象类中定义了一个算法的骨架,并将一些步骤延迟到子类中实现,这样,我们可以在不修改算法结构的情况下,改变算法的某些特定步骤。
模板方法模式的主要组成部分包括:
1、抽象类(AbstractClass):这是一个包含算法骨架的抽象类,其中定义了一个或多个抽象方法(如execute()方法),这些方法在子类中被实现,抽象类通常还包含一个finalize()方法,用于执行一些收尾工作。
2、具体类(ConcreteClass):这是实现抽象类中抽象方法的具体类,具体类通常会覆盖抽象类中的某些方法,以提供自己的实现。
3、子类(Subclass):这是继承自抽象类的具体类,它实现了抽象类中的所有抽象方法,子类还可以覆盖抽象类中的其他方法,以提供自己的实现。
下面是一个简单的模板方法模式的例子:
// 抽象类 public abstract class AbstractClass { // 模板方法 public final void templateMethod() { // 步骤1:执行一些操作 operation1(); // 步骤2:执行一些操作 operation2(); // 步骤3:执行一些操作 operation3(); // 结束语 finalize(); } // 抽象方法1 protected abstract void operation1(); // 抽象方法2 protected abstract void operation2(); // 抽象方法3 protected abstract void operation3(); // finalize方法 protected void finalize() { System.out.println("Finalization step in AbstractClass"); } }
// 具体类1 public class ConcreteClass1 extends AbstractClass { @Override protected void operation1() { System.out.println("ConcreteClass1: Operation1"); } @Override protected void operation2() { System.out.println("ConcreteClass1: Operation2"); } @Override protected void operation3() { System.out.println("ConcreteClass1: Operation3"); } }
// 具体类2 public class ConcreteClass2 extends AbstractClass { @Override protected void operation1() { System.out.println("ConcreteClass2: Operation1"); } @Override protected void operation2() { System.out.println("ConcreteClass2: Operation2"); } @Override protected void operation3() { System.out.println("ConcreteClass2: Operation3"); } }
使用模板方法模式的优点:
1、可重用性:模板方法模式允许我们在不修改算法结构的情况下,通过继承和覆盖来实现新的功能,这使得我们可以更容易地重用和扩展现有的代码。
2、可扩展性:模板方法模式允许我们在不影响算法整体结构的情况下,添加新的步骤,这使得我们可以更容易地适应需求的变化。