模板方法-设计模式

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特点

父类实现算法骨架,由子类来实现一些抽象的方法,最终是由子类的实例来调用算法骨架方法。
适合代码复用,缺点是类爆炸。

动机

  1. 在软件构建过程中,对于某一项任务,它常常有稳定的整体操作结构,但是各个子步骤却有很多改变的需求,或者由于固定的原因(比如框架与应用之间的关系)而无法和任务的整体结构同时实现。
  2. 如何在确定稳定操作结构的前提下,来灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求

模式定义

定义一个操作中的算法的骨架(稳定),而将一些步骤延迟(变化)到子类中。Template Method使得子类可以不改变(复用)一个算法的结构即可重定义(override重写)该算法的某些特定步骤。

重构到模板方法模式

没用模板方法之前调用流程如下(结构化的设计思维,而不是面向对象的设计思维)

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使用了模板方法设计模式

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使用了模板方法设计模式后,代码由早绑定变成了晚绑定。
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类图

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要点总结

  1. Template Method模式是一种非常基础性的设计模式,在面向对象系统中有着大量的应用。它用最简洁的机制为很多应用程序框架提供了灵活的扩展点,是代码复用方面的基本实现结构。
  2. 除了可以灵活应对子步骤的变化外,“不要调用我,让我来调用你”的反向控制结构是Template Method的典型应用。
  3. 在具体实现方法,被Template Method调用的虚方法可以有实现,也可以没有实现,通常设置成受保护(protected)的方法。

实例

以装修公司为例,两家不同的装修公司,其中装修流程是相同的,拆墙、水电、贴砖也是相同的,不同点(变化点)只是木工和软装。

  1. 定义一个抽象装修公司类,实现装修流程和相同的操作。
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  2. 两家装修公司分别继承抽象装修公司类,实现各自的木工和软装即可。
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  3. 房东有两套房子,分别让两家装修公司装修,可以通过抽象公司类分别指向两家具体的公司,通过多态的特性,调用装修流程方法即可两套房子的装修。
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优缺点

优点

  1. 它封装了不变部分,扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现,而把可变部分算法由子类继承实现,便于子类继续扩展。(封装变化点)
  2. 它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用。(代码二进制复用)
  3. 部分方法是由子类实现的,因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能,符合开闭原则。(开闭原则)

缺点

  1. 对每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象,间接地增加了系统实现的复杂度。
  2. 父类中的抽象方法由子类实现,子类执行的结果会影响父类的结果,这导致一种反向的控制结构,它提高了代码阅读的难度。
  3. 由于继承关系自身的缺点,如果父类添加新的抽象方法,则所有子类都要改一遍。

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