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设计模式(01)——模板方法模式

序言:设计模式是程序设计中非常重要,也是非常关键的步骤。若能在程序设计中恰当地应用设计模式的思想,那么代码的质量和可维护性将会大大的提升&

序言:设计模式是程序设计中非常重要,也是非常关键的步骤。若能在程序设计中恰当地应用设计模式的思想,那么代码的质量和可维护性将会大大的提升,同时对我们的编码水平也是一种提升。

目录

一、概述:

二、结构类图:

三、应用场景分析:

四、示例代码:

五、模板方法的优缺点:

六、补充:模板方法中的钩子方法




一、概述:


模板方法模式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。



二、结构类图:


图片引用自:https://www.cnblogs.com/jenkinschan/p/5768760.html



三、应用场景分析:

通常我们在说某某实物的模板时,意思就是说这个东西是不会变的。比如去ATM机上取钱这个需求,首先我们是要先找到ATM机,然后我们需要插入银行卡,再输入银行卡的密码,接着开始取钱,最后取回我们的银行卡,这些步骤就是模板,不管你是要工商银行的ATM机取钱还是到建设银行的ATM机上去取钱,这些步骤都是按照模板的顺序去执行,不能出现先输入密码再插入银行卡的情况,这样是取不到钱的。其实模板方法的思想就是:你必须要照着模板的样子/步骤来,但是具体是什么样的/具体每一步要怎么做可以自己去实现。


四、示例代码:

模板方法类:DrawMoney.java 模板方法模式的模板类一般采用抽象类,因为既可以在抽象类中限定行为的执行顺序(自定义方法),也可以将一些必要的具体行为让子类去实现(抽象方法)。

/*** 取钱的抽象类*/
abstract class DrawMoney{//final修饰,取钱行为流程不可更改final void drawMoney(){findATM();insertBankCard();enterPassword();takeOutTheMoney();takeBackBankCard();}//1.需要先找到ATM机abstract void findATM();//2.插入银行卡abstract void insertBankCard();//3.输入银行卡密码private void enterPassword(){System.out.println("3.输入银行卡密码");}//4.取钱private void takeOutTheMoney(){System.out.println("4.取钱");}//5.退卡private void takeBackBankCard(){System.out.println("5.取回银行卡");}
}

工商银行取款实现类:ICBCDrawMoney.java 到工商银行的ATM机上取钱

class ICBCDrawMoney extends DrawMoney{@Overridevoid findATM() {System.out.println("1.找到中国工商银行的ATM机");}@Overridevoid insertBankCard() {System.out.println("2.插入中国工商银行的银行卡");}
}

建设银行取款实现类:CCBDrawMoney.java 到建设银行的ATM机上取钱

class CCBDrawMoney extends DrawMoney{@Overridevoid findATM() {System.out.println("1.找到中国建设银行的ATM机");}@Overridevoid insertBankCard() {System.out.println("2.插入中国建设银行的银行卡");}
}

农业银行取款实现类:ABCDrawMoney.java 到农业银行的ATM机上取钱

class ABCDrawMoney extends DrawMoney{@Overridevoid findATM() {System.out.println("1.找到中国农业银行的ATM机");}@Overridevoid insertBankCard() {System.out.println("2.插入中国农业银行的银行卡");}
}

测试类:DrawMoneyDemo.java

/*** Created by Viking on 2019/9/22* 模板方法案例* 到ATM机上取钱*/
public class DrawMoneyDemo {public static void main(String[] args) {DrawMoney icbc = new ICBCDrawMoney();DrawMoney ccb = new CCBDrawMoney();DrawMoney abc = new ABCDrawMoney();System.out.println("---------------到工商银行ATM机上取钱------------------");icbc.drawMoney();System.out.println("---------------到建设银行ATM机上取钱------------------");ccb.drawMoney();System.out.println("---------------到农业银行ATM机上取钱------------------");abc.drawMoney();}
}

运行结果:

---------------到工商银行ATM机上取钱------------------
1.找到中国工商银行的ATM机
2.插入中国工商银行的银行卡
3.输入银行卡密码
4.取钱
5.取回银行卡
---------------到建设银行ATM机上取钱------------------
1.找到中国建设银行的ATM机
2.插入中国建设银行的银行卡
3.输入银行卡密码
4.取钱
5.取回银行卡
---------------到农业银行ATM机上取钱------------------
1.找到中国农业银行的ATM机
2.插入中国农业银行的银行卡
3.输入银行卡密码
4.取钱
5.取回银行卡

总结:模板方法的思想中就是:模板中固定的东西由父类(也叫算法框架类)控制,子类无权改动,子类只能个人你就自身情况实现框架中某些步骤的具体行为。


五、模板方法的优缺点:


1、优点

  (1)、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。

  (2)、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。

  (3)、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。

  (4)、提供了一个基本框架,容易扩展子类。模板方法有框架控制如何做事情,而由使用框架的人指定框架算法中每个步骤的细节。子类只要继承父类,实现抽象方法,就可以使用父类的算法。

  2、缺点

  (1)、模板方法使用继承方式复用代码,如果要在基本算法里面增加一个步骤,而该步骤是抽象的话,每个子类都要修改代码,实现这个步骤。



六、补充:模板方法中的钩子方法

 在模板方法模式的父类中,我们可以定义一个方法,它默认不做任何事,子类可以视情况要不要覆盖它,该方法称为“钩子”。

比如在前面取钱的案例中,现在有一些银行的ATM机已经支持无卡取款了,我们可以在父类中定义一个钩子方法,由子类重写来决定需不需要插入银行卡的步骤。

取钱抽象类:DrawMoney.java 定义取钱的流程模板

*** 取钱的抽象类*/
abstract class DrawMoney{//final修饰,取钱行为流程不可更改final void drawMoney(){if (!needBankCard()) {appointment();}findATM();if (needBankCard()){insertBankCard();}enterPassword();takeOutTheMoney();if (needBankCard()){takeBackBankCard();}}//1.需要先找到ATM机abstract void findATM();//2.插入银行卡abstract void insertBankCard();//3.输入银行卡密码private void enterPassword(){System.out.println("3.输入银行卡密码");}//4.取钱private void takeOutTheMoney(){System.out.println("4.取钱");}//5.退卡private void takeBackBankCard(){System.out.println("5.取回银行卡");}//钩子方法,是否需要银行卡public boolean needBankCard(){return true;}//1.预约abstract void appointment();
}

以招商银行的无卡取款为例:CMBCDrawMoney.java 到招商银行的ATM机上无卡取款

class CMBCDrawMoney extends DrawMoney{@Overridevoid appointment() {System.out.println("1.通过手机APP预约ATM机取款");}@Overridevoid findATM() {System.out.println("2.找到对应的招商银行ATM机");}//钩子方法,控制父类的行为@Overridepublic boolean needBankCard() {return false;}@Overridevoid insertBankCard() {}
}

测试类:DrawMoneyDemo.java

/*** Created by Viking on 2019/9/22* 模板方法案例* 到ATM机上取钱*/
public class DrawMoneyDemo {public static void main(String[] args) {DrawMoney cmbc = new CMBCDrawMoney();System.out.println("---------------到招商银行ATM机上取钱------------------");cmbc.drawMoney();}
}

运行结果:

---------------到招商银行ATM机上取钱------------------
1.通过手机APP预约ATM机取款
2.找到对应的招商银行ATM机
3.输入银行卡密码
4.取钱

分析:因为我们到招商银行的ATM机上去无卡取款,那么我们就不需要插入银行卡的步骤,也不需要取回银行卡的步骤,而这些步骤的有与无都可以由子类重写父类中的钩子方法来控制。

钩子方法的作用:


  1、让子类实现算法中的可选部分。算法中的某些步骤是可选的,子类可以做出决定是否需要这些步骤。

  2、如果钩子对于子类的实现不重要时,子类可以对钩子置之不理。

  3、钩子可以让子类能够有机会对模板方法中某些即将发生的(或刚刚发生的)步骤作出反应。可以在钩子中实现我们对于某个步骤执行需要作出的动作,模板方法的某个步骤执行时,调用钩子。


本文是在参考学习了前辈大佬的分享的基础上,结合自己的理解和看法,重新整理了一些有自己看法的笔记。

注:文章引用部分均出自:https://www.cnblogs.com/jenkinschan/p/5768760.html


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