模板方法模式

本文深入探讨了模板方法设计模式的定义与应用,通过具体示例展示了如何利用该模式实现算法骨架的定义与子类的具体步骤实现,适用于一系列步骤相似但个别步骤不同的场景,有效促进代码复用。

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定义

定义一个操作中的算法的骨架,将一些步骤延迟到子类。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重新定义该算法的某些特定步骤。

UML

public abstract class AbstractClass {
    //基本方法
    protected abstract void doSomething();
    //基本方法
    protected abstract void doAnything();

    //模板方法调用基本方法,完成相关的逻辑
    public void templateMethod(){
        this.doAnything();
        this.doSomething();
    }
}

class ConcreteClass1 extends AbstractClass{

    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("do something1");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("do doAnything1");
    }
}


class ConcreteClass2 extends AbstractClass{

    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("do something2");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("do doAnything2");
    }
}

class Client{
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass c1 = new ConcreteClass1();
        AbstractClass c2 = new ConcreteClass2();
        c1.templateMethod();
        c2.templateMethod();
    }
}

在这里插入图片描述

特点

  1. 很好的复用代码,将抽象定义在父类里,子类负责实现。
  2. 适用场景:某个过程一系列的步骤相同,但是个别步骤实现不同。

示例

public abstract class HummerModel {
    public abstract void start();
    public abstract void stop();
    public abstract void alarm();
    public abstract void engineBoom();
    public void run(){
        this.start();
        this.engineBoom();
        this.alarm();
        this.stop();
    }
}

class HummerH1 extends HummerModel {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("悍马1发动");
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("悍马1停车");
    }

    @Override
    public void alarm() {
        System.out.println("悍马1鸣笛");
    }

    @Override
    public void engineBoom() {
        System.out.println("悍马1引擎声音");
    }
}

class HummerH2 extends HummerModel {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("悍马2发动");
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("悍马2停车");
    }

    @Override
    public void alarm() {
        System.out.println("悍马2鸣笛");
    }

    @Override
    public void engineBoom() {
        System.out.println("悍马2引擎声音");
    }
}

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        HummerModel hm = new HummerH1();
        hm.run();

        hm = new HummerH2();
        hm.run();
    }
}
内容概要:本文详细探讨了杯形谐波减速器的齿廓修形方法及寿命预测分析。文章首先介绍了针对柔轮与波发生器装配时出现的啮合干涉问题,提出了一种柔轮齿廓修形方法。通过有限元法装配仿真确定修形量,并对修形后的柔轮进行装配和运转有限元分析。基于Miner线性疲劳理论,使用Fe-safe软件预测柔轮寿命。结果显示,修形后柔轮装配最大应力从962.2 MPa降至532.7 MPa,负载运转应力为609.9 MPa,解决了啮合干涉问题,柔轮寿命循环次数达到4.28×10⁶次。此外,文中还提供了详细的Python代码实现及ANSYS APDL脚本,用于柔轮变形分析、齿廓修形设计、有限元验证和疲劳寿命预测。 适合人群:机械工程领域的研究人员、工程师,尤其是从事精密传动系统设计和分析的专业人士。 使用场景及目标:①解决杯形谐波减速器中柔轮与波发生器装配时的啮合干涉问题;②通过优化齿廓修形提高柔轮的力学性能和使用寿命;③利用有限元分析和疲劳寿命预测技术评估修形效果,确保设计方案的可靠性和可行性。 阅读建议:本文涉及大量有限元分析和疲劳寿命预测的具体实现细节,建议读者具备一定的机械工程基础知识和有限元分析经验。同时,读者可以通过提供的Python代码和ANSYS APDL脚本进行实际操作和验证,加深对修形方法和技术路线的理解。
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