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Java模板方法模式定義算法框架

更新時間：2023年05月04日 09:01:50 作者：.番茄炒蛋

Java模板方法模式是一種行為型設(shè)計模式，它定義了一個算法框架，由抽象父類定義算法的基本結(jié)構(gòu)，具體實現(xiàn)細節(jié)由子類來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)代碼復(fù)用和擴展性

介紹

? Java中的模板方法模式是一種行為設(shè)計模式,用于定義算法的框架并允許子類重寫某些步驟,同時不改變算法的結(jié)構(gòu).

? 該模式基于開放/關(guān)閉原則,即對擴展開放,對修改關(guān)閉,在模板方法模式中,父類定義了一個算法的骨架,而子類可以通過實現(xiàn)父類的抽象方法,來自定義某些步驟的行為,整個算法步驟不會因為子類的改變而改變

? 模板方法模式通常包括一個抽象類和若干個具體子類,抽象類中定義了算法的框架,包括一些基本的方法和一個模板方法.模板方法是一個模板,其中包含了算法的步驟,每個步驟都有一個抽象方法或一個默認方法實現(xiàn),具體的子類可以通過實現(xiàn)這些抽象方法來實現(xiàn)自己的行為.

? 抽象類中還可以有鉤子函數(shù),鉤子函數(shù)通常是抽象類中的虛函數(shù),其默認實現(xiàn)為空,這樣子類可以選擇覆蓋該函數(shù)來實現(xiàn)特定的行為.在模板方法模式中,鉤子函數(shù)通常用于在算法的某些特定步驟中進行特定的操作或檢查條件.鉤子函數(shù)的另一個用途是提供一種擴展算法的方法,子類可以通過覆蓋鉤子函數(shù)來添加額外的步驟或者修改算法的行為.總之鉤子函數(shù)是模板方法模式中的一個重要概念,可以用來影響算法的行為或者擴展算法的功能.

實現(xiàn)

首先定義咖啡抽象類

package com.fanqiechaodan.templatemethod;
/**
 * @Classname CoffeeMaker
 * @Description 咖啡抽象類
 */
public abstract class CoffeeMaker {
    public final void makeCoffee() {
        boilWater();
        brewCoffee();
        pourInCup();
        if (isCondiments()) {
            addCondiments();
        }
    }
    private void boilWater() {
        System.out.println("煮水");
    }
    protected abstract void brewCoffee();
    private void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯子中");
    }
    /**
     * 鉤子函數(shù);是否加入調(diào)料,由子類決定是否重寫
     *
     * @return
     */
    protected boolean isCondiments() {
        return true;
    }
    protected abstract void addCondiments();
}

其次定義兩個具體子類

public class AmericanoMaker extends CoffeeMaker{
    @Override
    protected void brewCoffee() {
        System.out.println("沖泡美式咖啡");
    }
    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加入牛奶和糖");
    }
    /**
     * 鉤子函數(shù);是否加入調(diào)料,由子類決定是否重寫
     *
     * @return
     */
    @Override
    protected boolean isCondiments() {
        return false;
    }
}
public class LatteMaker extends CoffeeMaker{
    @Override
    protected void brewCoffee() {
        System.out.println("沖泡濃縮咖啡");
    }
    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("添加奶泡和焦糖醬");
    }
}

測試

package com.fanqiechaodan.templatemethod;
/**
 * @author fanqiechaodan
 * @Classname Demo
 * @Description 模板方法模式
 * @Date 2023/3/9 18:57
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        CoffeeMaker americanoMaker = new AmericanoMaker();
        americanoMaker.makeCoffee();
        System.out.println();
        CoffeeMaker latteMaker = new LatteMaker();
        latteMaker.makeCoffee();
    }
}

總結(jié)

優(yōu)點

提高代碼復(fù)用性:模板方法模式將通用算法代碼封裝在父類中,子類只需要特定的方法即可,從而提高了代碼的復(fù)用性.
保證算法結(jié)構(gòu)的一致性:模板方法模式規(guī)定了算法的基本流程和結(jié)構(gòu),確保所有子類實現(xiàn)的算法結(jié)構(gòu)一致,從而提高了代碼的可維護性和可擴展性.
降低代碼耦合度:通過將具體實現(xiàn)細節(jié)封裝在子類中,父類與子類之間的耦合度降低,提高了代碼的靈活性和可擴展性.

缺點

可能會導(dǎo)致類的數(shù)量增加:使用模板方法模式需要定義抽象類和具體實現(xiàn)類,這可能會導(dǎo)致類的數(shù)量增加,從而增加代碼的復(fù)雜度.
限制子類的靈活性:模板方法規(guī)定了算法的基本流程和結(jié)構(gòu),子類需要按照這個結(jié)構(gòu)去實現(xiàn),這可能會限制子類的靈活性.

應(yīng)用場景