設計模式-模板方法模式
模式動機: 模板方法模式是基於繼承的程式碼複用基本技術,模板方法模式的結構和用法也是面向物件設計的核心之一。在模板方法模式中,可以將相同的程式碼放在父類中,而將不同的方法實現放在不同的子類中。 在模板方法模式中,我們需要準備一個抽象類,將部分邏輯以具體方法以及具體建構函式的形式實現,然後宣告一些抽象方法來讓子類實現剩餘的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法,從而對剩餘的邏輯有不同的實現,這就是模板方法模式的用意。模板方法模式體現了面向物件的諸多重要思想,是一種使用頻率較高的模式。
模式定義 :模板方法模式(Template Method Pattern):定義一個操作中演算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類中,模板方法使得子類可以不改變一個演算法的結構即可重定義該演算法的某些特定步驟。模板方法是一種類行為型模式。
模式分析: 模板方法模式是一種類的行為型模式,在它的結構圖中只有類之間的繼承關係,沒有物件關聯關係。 在模板方法模式的使用過程中,要求開發抽象類和開發具體子類的設計師之間進行協作。一個設計師負責給出一個演算法的輪廓和骨架,另一些設計師則負責給出這個演算法的各個邏輯步驟。實現這些具體邏輯步驟的方法稱為基本方法(Primitive Method),而將這些基本法方法彙總起來的方法稱為模板方法(Template Method),模板方法模式的名字從此而來。
模板方法:一個模板方法是定義在抽象類中的、把基本操作方法組合在一起形成一個總演算法或一個總行為的方法。 基本方法:基本方法是實現演算法各個步驟的方法,是模板方法的組成部分。 抽象方法(Abstract Method) 具體方法(Concrete Method) 鉤子方法(Hook Method):“掛鉤”方法和空方法
在模板方法模式中,由於面向物件的多型性,子類物件在執行時將覆蓋父類物件,子類中定義的方法也將覆蓋父類中定義的方法,因此程式在執行時,具體子類的基本方法將覆蓋父類中定義的基本方法,子類的鉤子方法也將覆蓋父類的鉤子方法,從而可以通過在子類中實現的鉤子方法對父類方法的執行進行約束,實現子類對父類行為的反向控制。
模式優缺點
模板方法模式的優點: 模板方法模式在一個類中形式化地定義演算法,而由它的子類實現細節的處理。 模板方法模式是一種程式碼複用的基本技術。 模板方法模式導致一種反向的控制結構,通過一個父類呼叫其子類的操作,通過對子類的擴充套件增加新的行為,符合“開閉原則”
模板方法模式的缺點: 每個不同的實現都需要定義一個子類,這會導致類的個數增加,系統更加龐大,設計也更加抽象,但是更加符合“單一職責原則”,使得類的內聚性得以提高。
模式適用環境 :在以下情況下可以使用模板方法模式: 一次性實現一個演算法的不變的部分,並將可變的行為留給子類來實現。 各子類中公共的行為應被提取出來並集中到一個公共父類中以避免程式碼重複。 對一些複雜的演算法進行分割,將其演算法中固定不變的部分設計為模板方法和父類具體方法,而一些可以改變的細節由其子類來實現。 控制子類的擴充套件。