设计模式-模板方法模式Template Method(对象行为型)

本文详细介绍了模板方法设计模式的概念,通过定义算法框架并允许子类重定义特定步骤,实现复杂算法的灵活扩展。适用于多个子类共享相同逻辑场景。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

一、概述

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。

AbstractClass叫做抽象模板,它的方法分为两类:

(1)原始方法,是由子类实现的方法,并且在模板方法被调用

(2)模板方法,可以有一个或几个,实现对原始方法的调度,完成固定的逻辑

class AbstractClass
{
public:
    virtual void PrimitiveOperation1();
    virtual void PrimitiveOperation2();

    void TemplateMethod()
    {
        PrimitiveOperation1();
        //完成相关逻辑
        PrimitiveOperation2();
    }
};

class ConcreteClass1 : public AbstractClass
{
public:
    virtual void PrimitiveOperation1()
    {
        //do something
    }
    virtual void PrimitiveOperation2()
    {
        //do something
    }
};

class ConcreteClass2 : public AbstractClass
{
public:
    virtual void PrimitiveOperation1()
    {
        //do something
    }
    virtual void PrimitiveOperation2()
    {
        //do something
    }
};

二、使用场景

(1)多个子类有共有的方法,并且逻辑基本相同时

(2)重要、复杂的算法,可以把核心算法设计为模板方法,周边的相关细节功能则由各个子类实现

<think>嗯,用户问的是模板方法模式,属于设计模式一种。首先,我需要确认设计模式在软件工程中的位置。设计模式属于面向对象编程的范畴,是解决常见问题的经验总结。模板方法模式属于行为型设计模式,这点要明确。 接下来,用户想知道如何系统地学习。我得考虑学习路径。首先应该掌握面向对象的基础,比如封装、继承、多态。然后了解设计模式的分类,比如创建型、结构型、行为型。模板方法属于行为型,可能需要重点讲解其结构和应用场景。 用户可能对模板方法模式的具体实现不太清楚,需要举例子。比如,冲泡饮料的流程,咖啡和茶的不同步骤,用抽象类定义模板方法,子类实现具体步骤。这样用户更容易理解。 还要注意LaTeX格式的问题。在解释模式结构时,可能需要用类图或代码示例,但用户要求用中文,并且用行内数学表达式的话,可能不太适用。不过,系统级指令要求独立公式用$$...$$,所以如果有需要的话,可以适当使用,但这里可能更多是文字描述。 用户可能希望知道学习资源。推荐书籍如《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,也就是GoF的那本书。还有在线资源,比如Refactoring.Guru,或者中文博客、视频教程。同时,实践很重要,建议通过项目应用来巩固知识。 另外,用户可能混淆了不同的设计模式,需要区分模板方法与其他模式,比如策略模式。模板方法通过继承实现,而策略模式使用组合,这样对比可以帮助用户更好理解各自的适用场景。 要确保回答结构清晰,分点说明。先介绍模板方法模式的定义、所属类别,再讲结构和实例,最后给出学习路径和资源。这样用户能一步步理解,并知道如何系统学习。</think>模板方法模式Template Method)是**面向对象编程**领域的知识,属于**设计模式**中的一种行为型模式(Behavioral Pattern)。它关注于**算法框架的复用**和**流程步骤的标准化**,是软件工程中用于提高代码复用性和扩展性的重要方法。 --- ### 一、模板方法模式的核心概念 1. **定义** 定义一个操作中的算法骨架,将某些步骤延迟到子类中实现,使得子类可以不改变算法结构即可重新定义特定步骤。 2. **关键点** - **抽象类**:定义算法骨架(模板方法)和抽象步骤。 - **具体子类**:实现父类定义的抽象步骤,但不改变算法流程。 3. **典型应用场景** - 需要统一流程但允许部分步骤灵活变化的场景(如数据处理流水线、文档生成工具)。 - 框架设计中定义扩展点(如Spring框架的JdbcTemplate)。 --- ### 二、如何系统学习模板方法模式? #### 第1步:掌握前置知识 1. **面向对象基础** - 封装、继承、多态 - 抽象类与接口的区别 2. **设计模式分类** - 创建型(如工厂模式) - 结构型(如适配器模式) - 行为型(模板方法属于此类) #### 第2步:理解模式结构与实现 1. **UML类图** ```plaintext +---------------------+ | AbstractClass | +---------------------+ |+ templateMethod() | |+ primitiveStep1() |← abstract |+ primitiveStep2() |← abstract +---------------------+ △ | 继承 +---------------------+ | ConcreteClass | +---------------------+ |+ primitiveStep1() |← 具体实现 |+ primitiveStep2() |← 具体实现 +---------------------+ ``` 2. **代码示例**(Java) ```java // 抽象类定义模板 abstract class DataProcessor { public final void process() { // 模板方法(final防止子类覆盖) loadData(); transformData(); saveResult(); } protected abstract void transformData(); // 抽象步骤 protected void loadData() { // 默认实现(可被子类覆盖) System.out.println("Loading data..."); } protected void saveResult() { System.out.println("Saving result..."); } } // 具体子类实现 class CSVProcessor extends DataProcessor { @Override protected void transformData() { System.out.println("Transforming CSV data..."); } } ``` #### 第3步:对比相关模式 | 模式 | 核心差异 | 适用场景 | |---------------|---------------------------------|----------------------------| | **模板方法** | 通过继承控制流程,父类定义骨架 | 流程固定,部分步骤可变 | | **策略模式** | 通过组合切换算法,接口定义行为 | 需要动态替换完整算法 | | **工厂方法** | 延迟对象创建到子类 | 对象创建过程需要扩展 | --- ### 三、系统学习路径建议 1. **经典书籍** -设计模式:可复用面向对象软件的基础》(GoF经典) - 《Head First设计模式》(更适合入门) 2. **实践方法** - 在框架源码中找案例(如Spring的JdbcTemplate- 尝试重构重复代码,用模板方法统一流程 *例如:不同格式报表导出功能的统一处理* 3. **扩展学习资源** - 在线教程:Refactoring.Guru(图文并茂的交互式教程) - 视频课程:极客时间《设计模式之美》 - 开源项目:Apache Commons、Guava库的设计模式实践 --- ### 四、常见面试问题(检验学习效果) 1. 模板方法模式与策略模式的区别是什么? 2. 模板方法中为什么要用`final`修饰模板方法? 3. 如何避免模板方法模式导致的类爆炸问题? 4. 举一个你在实际项目中应用模板方法的例子。 --- 通过理论学习->代码实践->源码分析->项目应用的闭环学习路径,可以系统掌握这一模式。关键要理解**流程标准化**与**扩展点设计**的平衡,这是软件设计中高频使用的核心技能。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值