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在软件开发中#xff0c;算法的实现通常是可变的#xff0c;但其基本步骤往往是相对固定的。模板方法模式#xff08;Template Method Pattern#xff09;正是为了解决这一问题而设计的#xff0c;它通过定义一个操作中的算法框架#xff0c;将一些步骤的实现延…1. 引言
在软件开发中算法的实现通常是可变的但其基本步骤往往是相对固定的。模板方法模式Template Method Pattern正是为了解决这一问题而设计的它通过定义一个操作中的算法框架将一些步骤的实现延迟到子类中允许子类在不改变算法结构的情况下实现具体的步骤。
2. 模板方法模式的定义
模板方法模式是一种行为型设计模式用于定义一个算法的骨架而将一些步骤的具体实现延迟到子类。通过这种方式可以在不改变算法结构的情况下实现不同的算法。
3. 适用场景
当多个类有共同行为且这些行为有细微差别时。当希望在父类中定义部分方法而让子类实现其他方法时。当希望将算法的变化从算法的结构中分离时。
4. 结构
模板方法模式主要包括以下角色
抽象类AbstractClass定义模板方法和各个步骤的抽象方法。具体类ConcreteClass实现抽象类中定义的具体步骤。
5. 示例代码
5.1 抽象类
// 抽象类
abstract class AbstractClass {// 模板方法public final void templateMethod() {step1();step2();step3();}// 抽象步骤protected abstract void step1();protected abstract void step2();// 具体步骤private void step3() {System.out.println(步骤3执行固定的操作);}
}DiffCopyInsert
5.2 具体类
// 具体类A
class ConcreteClassA extends AbstractClass {Overrideprotected void step1() {System.out.println(具体类A的步骤1);}Overrideprotected void step2() {System.out.println(具体类A的步骤2);}
}// 具体类B
class ConcreteClassB extends AbstractClass {Overrideprotected void step1() {System.out.println(具体类B的步骤1);}Overrideprotected void step2() {System.out.println(具体类B的步骤2);}
}DiffCopyInsert
5.3 客户端代码
public class TemplateMethodPatternDemo {public static void main(String[] args) {AbstractClass classA new ConcreteClassA();classA.templateMethod();System.out.println();AbstractClass classB new ConcreteClassB();classB.templateMethod();}
}DiffCopyInsert
6. 优缺点
6.1 优点
代码复用模板方法模式可以复用相同的算法框架和步骤大大减少了代码重复。控制算法结构通过在抽象类中定义模板方法可以控制算法的执行顺序确保步骤的合理性。灵活性允许子类在不改变模板方法的情况下自定义某些步骤的实现。
6.2 缺点
过于依赖继承模板方法模式通过继承进行扩展可能会导致类的层级结构变得复杂。维护困难当模板方法的算法结构变更时可能需要修改多个子类增加维护成本。
7. 总结
模板方法模式是一种有效的设计模式通过将算法的骨架定义在抽象类中使得具体步骤的实现延迟到子类提升了系统的灵活性和可维护性。在实际开发中合理应用模板方法模式可以促进代码的复用简化算法的管理并为实现灵活的扩展提供良好的解决方案。
