模板方法模式模板方法模式模板方法模式应用场景

本文目录导读：

1. 抽象基类 `Shape`
2. 具体子类 `Circle`
3. 具体子类 `Square`
4. `ShapeFactory` 类
5. 客户端代码

一、概述

在面向对象编程中，模板方法模式是一种设计模式，它允许一个类在不改变其结构的前提下定义一些操作的算法，这些算法可以在子类中重新定义，从而让子类在不改变算法结构的情况下，可以提供更具体实现。

二、模板方法模式的核心概念

1、抽象基类：定义了算法的骨架或模板。

2、具体子类：实现算法的主体部分。

3、客户端代码：通过调用抽象基类的方法来执行具体的算法。

三、模板方法模式的特点

1、算法不变性：算法的结构（步骤）保持不变，但可以由子类进行扩展和修改。

2、可扩展性：由于算法结构保持不变，因此可以通过继承来扩展新的子类，实现不同的算法逻辑。

3、多态性：客户端可以根据不同的情况调用不同的子类，以适应不同的算法需求。

四、模板方法模式的应用实例

假设我们有一个Shape类，用于表示各种形状，例如圆、正方形等，我们可以定义一个ShapeFactory类，用于创建不同类型的Shape对象，在这个例子中，ShapeFactory类将使用模板方法模式来定义如何创建不同形状的规则。

抽象基类 `Shape`

public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}

具体子类 `Circle`

public class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle...");
    }
}

具体子类 `Square`

public class Square extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a square...");
    }
}

`ShapeFactory` 类

public class ShapeFactory {
    public Shape createShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid shape type");
        }
        return switch (shapeType) {
            case "circle":
                return new Circle();
            case "square":
                return new Square();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported shape type: " + shapeType);
        };
    }
}

客户端代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
        Shape circle = shapeFactory.createShape("circle");
        circle.draw(); // 输出：Drawing a circle...
        Shape square = shapeFactory.createShape("square");
        square.draw(); // 输出：Drawing a square...
    }
}

五、结论

模板方法模式是面向对象编程中的一种重要设计模式，它可以帮助我们在不改变算法结构的情况下，通过继承和多态性来实现算法的可扩展性和灵活性，在实际应用中，模板方法模式可以帮助我们更好地组织和管理复杂的算法，提高代码的可读性和可维护性。