设计模式 - 模板方法模式，就该这样学！

原创已于 2024-04-24 23:12:11 修改 · 596 阅读

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#设计模式 #模板方法模式

于 2023-10-09 21:48:08 首次发布

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本文详细介绍了行为型模式中的模板方法模式，通过烹饪和专辑信息处理的示例，展示了如何在算法骨架中预留可变部分，以提高代码复用性和遵循开闭原则。同时讨论了该模式的优缺点和适用场景。

一、行为型模式

一句话概括行为型模式

行为型模式：类或对象间如何交互、如何划分职责，从而更好的完成任务.

1.1、模板方法模式

1.1.1、概念

在一个算法骨架中，将某些算法的步骤延迟倒子类中，使得这些算法的可以根据具体的环境实现.

这就像是，我们在设计一个程序的时候经常可能会遇到这种情况：“设计了一个算法步骤，确定了这些步骤的执行顺序，但其中某些步骤还是未知，需要根据具体的业务情况而定”，此时就可以使用模板方法模式，使其放到子类实现.

例如，炒菜的步骤时固定的，分为倒油、热油、倒入要炒食物、倒调料、翻炒这几个步骤，其中倒油、热油、翻炒这几个步骤是固定的，而炒什么食物和倒调料都是要根据情况而定的.

模板方法模式包含角色：

抽象类：给出一套算法的具体实现和执行顺序，其中包含一些在子类中实现的抽象方法.
具体子类：实现抽象类中定义的抽象方法，他们也是算法执行逻辑的组成步骤.

1.1.2、案例实现

例如上述炒菜案例.

/**
 * 抽象类: 做菜类
 */
public abstract class DoCooking {

    public void doCooking() {
        //1.倒油
        pourOil();
        //2.热油
        hotOil();
        //3.倒食物
        pourFood();
        //4.添加调料
        addSeasoning();
        //5.翻炒
        fry();
    }

    private void pourOil() {
        System.out.println("倒油");
    }

    private void hotOil() {
        System.out.println("热油");
    }

    /**
     * 添加食物
     */
    protected abstract void pourFood();

    /**
     * 添加调料
     */
    protected abstract void addSeasoning();

    private void fry() {
        System.out.println("翻炒");
    }



}

/**
 * 具体子类: 处理鸡蛋
 */
public class HandlerEgg extends DoCooking {

    @Override
    protected void pourFood() {
        System.out.println("将鸡蛋下锅");
    }

    @Override
    protected void addSeasoning() {
        System.out.println("添加酱油");
    }

}

/**
 * 具体子类: 处理米饭
 */
public class HandlerRice extends DoCooking {

    @Override
    protected void pourFood() {
        System.out.println("将米饭下锅");
    }

    @Override
    protected void addSeasoning() {
        System.out.println("添加葱花");
    }

}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //1.炒鸡蛋
        HandlerEgg egg = new HandlerEgg();
        egg.doCooking();
        System.out.println("===================");
        //2.炒米饭
        HandlerRice rice = new HandlerRice();
        rice.doCooking();
    }

}

执行结果如下：

1.1.3、案例实现（项目实战）

以专辑信息处理流程为例，我们可以使用模板方法模式来定义一个通用的专辑处理流程.

公共的逻辑：验证、记录日志等.
抽象逻辑：专辑的相关操作，如新增专辑、修改专辑.

data class Album (
    var title: String,
    var content: String,
)

abstract class AlbumProcessor {

    //模板方法，定义了专辑处理的算法骨架
    fun processAlbum(album: Album) {
        valid(album) //验证专辑有效性
        logStart(album) //记录开始处理日志
        doProcess(album) //执行具体的专辑处理逻辑
        logEnd(album) //记录结束处理日志
    }


    private fun valid(album: Album) {
        // 校验专辑标题、内容、图片是否合法
        println("Valid album ......")
    }

    private fun logStart(album: Album) {
        //记录专辑处理开始的日志
        println("[album title: ${album.title}] log start....")
    }

    private fun logEnd(album: Album) {
        //记录专辑处理结束的日志
        println("[album title: ${album.title}] log end")
    }

    //抽象方法，由子类实现专辑的具体处理逻辑
    protected abstract fun doProcess(album: Album)

}

//专辑创建处理器
class AlbumCreateProcessor: AlbumProcessor() {

    override fun doProcess(album: Album) {
        //保存专辑到数据库
        println("save to db")
    }

}

//专辑修改处理器
class AlbumEditProcessor: AlbumProcessor() {

    override fun doProcess(album: Album) {
        //更新专辑到数据库
        println("update to db")
    }

}

使用实例如下

fun main() {
    val album = Album(
        title = "Home|Gradle",
        content = "Build better software, faster. The leading software platform for improving developer productivity. Now supporting Maven, Bazel, sbt, and Gradle build systems."
    )

    //创建专辑
    val createProcessor = AlbumCreateProcessor()
    createProcessor.processAlbum(album)

    println("=========================================")

    //修改专辑
    album.title = "Maven Good"
    val editProcessor = AlbumEditProcessor()
    editProcessor.processAlbum(album)
}

运行结果如下：