java设计模式之模板方法

本文介绍模板方法模式的概念、实现及应用场景。通过定义算法框架并允许子类重定义某些步骤,达到封装不变部分、扩展可变部分的目的。文章还探讨了面向对象的核心思想。

模板方法模式(Template Method Pattern),Define the skeleton of an algorithm in an operation,defferrin some steps to subclasses.Template Method lets redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm's structure.(定义一个操作中的算法的框架,而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。)

下面看看例子代码:

抽象模板类:

package com.jaynol.designpatterns.tmeplatemethod;

public abstract class AbstractTemplate {

	//基本方法
	protected abstract void doSomething();
	
	//基本方法
	protected abstract void doAnything();
	
	/**
	 * 为了防止恶意的操作,一般模板方法都加上finanl关键字,防止
	 * 子类重写
	 */
	public void templateMethod(){
		/**
		 * 定义基本方法的调用模板逻辑
		 */
		this.doSomething();
		this.doAnything();
	}
	

}

具体模板类:

package com.jaynol.designpatterns.tmeplatemethod;

public class ConcreteClass1 extends AbstractTemplate{

	@Override
	protected void doSomething() {
		System.out.println("ConcreteClass1 doSomething 业务逻辑实现");
	}

	@Override
	protected void doAnything() {
		System.out.println("ConcreteClass1 doAnything 业务逻辑实现");
	}

}
package com.jaynol.designpatterns.tmeplatemethod;

public class ConcreteClass2 extends AbstractTemplate{

	@Override
	protected void doSomething() {
		System.out.println("ConcreteClass2 doSomething 业务逻辑实现");
	}

	@Override
	protected void doAnything() {
		System.out.println("ConcreteClass2 doAnything 业务逻辑实现");
	}

}

场景类:

package com.jaynol.designpatterns.tmeplatemethod;

public class Client {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		AbstractTemplate class1 = new ConcreteClass1();
		AbstractTemplate class2 = new ConcreteClass2();
		//调用模板方法
		class1.templateMethod();
		class2.templateMethod();
	}

}

模板方法模式的优点

1.封装不变部分,扩张可变部分。把认为是不变的算法封装到分类实现,而可变部分的则可以通过集成来继续扩展。

2.提取公共部分代码,便于维护

3.行为由父类控制,子类实现。基本方法是由子类实现,因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能,复合开闭原则。

模范方法模式的缺点:

按照我们的设计习惯,抽象类负责声明最抽象,最一般的事务和方法,实现类完成具体的事务属性和方法。但是模板方法模式却颠倒了,抽象类定义了部分抽象方法,由子类实现,子类执行的结果影响了父类的结果,也就是子类对父类产生了影响,这在复杂的项目中,会带来代码月度的难度,而且也会让新手产生不适感


面向对象的一点个人见解:

最后谈一下自己对面向对象的一些补充和理解。面向对象是什么?这个话题是一个老生常谈的话题了,基本上每一位程序猿都会被问过或者看过,很多人都会说,面向对象有什么呀?不就是封装,继承和多态么?但是又有多少人深入想过这几个词的深层意思呢?下面笔者谈一下自己对这几个词的一些个人见解。

其实面向对象最主要的是封装,有了封装,我们才摆脱了过程语言的那些if else的逻辑,转变成华丽丽的连是调用,有了封装,我们才体会到了解耦带来的高可维护性的好处,而这些才是面向对象的最核心的思想。这么说岂不是继承和多态就没用的?在某种程度上可以认为它们俩是没用的,而且还对面向对象有害,因为继承是一种打破封装的行为,子类继承了父类后,把父类的方法给重写了,这不就是打破了封装,对父类带来了不可预知的祸害么?那这么说应该不继承在面向对象中干掉?继承的真正的意义是为封装带来方便性,试想一下,如果没有继承,每个类都陶醉在自己的世界了,把自己封装起来,那很多重复的代码就不可重用了,而继承就是为了解决这个问题的,到到底继承是好还是不好?这个问题留到笔者把多态讲完了再回答。多态是继承的扩展,可以把abstract与继承对应起来,而interface与多态对应起来,继承是纵向扩展的,而多态是横向扩展的。

既然继承是与封装矛盾的,那么到底是要还是不要呢?正由于这个问题,才有了设计模式,设计模式就是在平衡封装与继承的矛盾,没有最好的设计模式,只有最适合的设计模式。最后回过头来看看模板方法模式,很多人觉得模板方法模式是一种很简单模式,笔者不认为,认为此模式简单的人只是到知其然,但是没有到达知其所以然层面。模板方法就是面向对象中继承的体现,是abstract的诞生的代言人,被abstract修饰的类称之为抽象类,其实它并不抽象,它很清楚自己要干什么,它所抽象的只是子类的行为,要深刻理解这一点,才能理解模板方法模式的精髓,才能理解为什么模板方法需要加上final修饰符。

基于STM32 F4的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究内容概要:本文围绕基于STM32 F4的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制策略展开研究,重点探讨在不依赖物理位置传感器的情况下,如何通过算法实现对电机转子位置和速度的精确估计与控制。文中结合嵌入式开发平台STM32 F4,采用如滑模观测器、扩展卡尔曼滤波或高频注入法等先进观测技术,实现对电机反电动势或磁链的估算,进而完成无传感器矢量控制(FOC)。同时,研究涵盖系统建模、控制算法设计、仿真验证(可能使用Simulink)以及在STM32硬件平台上的代码实现与调试,旨在提高电机控制系统的可靠性、降低成本并增强环境适应性。; 适合人群:具备一定电力电子、自动控制理论基础和嵌入式开发经验的电气工程、自动化及相关专业的研究生、科研人员及从事电机驱动开发的工程师。; 使用场景及目标:①掌握永磁同步电机无位置传感器控制的核心原理与实现方法;②学习如何在STM32平台上进行电机控制算法的移植与优化;③为开发高性能、低成本的电机驱动系统提供技术参考与实践指导。; 阅读建议:建议读者结合文中提到的控制理论、仿真模型与实际代码实现进行系统学习,有条件者应在实验平台上进行验证,重点关注观测器设计、参数整定及系统稳定性分析等关键环节。
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