设计模式——模板方法模式

最新推荐文章于 2024-01-10 13:01:33 发布

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本文通过饮料机的例子，深入浅出地介绍了模板方法模式的概念、应用及优势。模板方法模式通过将固定步骤抽取到父类，减少子类重复代码，提高开发效率与系统可维护性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

设计模式——模板方法模式

小时候每次考试的时候，都希望考卷都是写好的，每个人发一张，然后大家写上自己名字交卷子就可以了23333。

1.情景举例

公司又要制造机器了，我们的麻烦也就又来了。

这两天，来了个新活儿，有个餐厅的一角放几个自助饮料机。经过调查之后，发现员工们普遍喜欢咖啡，橙汁，茶水。于是公司接了这个活。设计团队首先定义了一个所有饮料机的父类，以便统一管理他们。

public abstract class DrinkMachine {
    
    private String drinkName;

    public DrinkMachine(String drinkName) {
        this.drinkName = drinkName;
    }
    
    public abstract void getDrink();
}

每个具体的饮料需要实现getDrink()方法即可。然后小组长让每个组员实现一个具体的硬料机。

public class CoffeeMachine extends DrinkMachine {

    public CoffeeMachine() {
        super("Coffee");
    }

    @Override
    public void getDrink() {
        System.out.println("加入水");
        System.out.println("加入咖啡豆");
        System.out.println("研磨");
        System.out.println("开启水阀");
        System.out.println(drinkName +"流出");
        System.out.println("关闭水阀");
    }
}

public class JuiceMachine extends DrinkMachine {

    public JuiceMachine(String drinkName) {
        super("OrangeJuice");
    }

    @Override
    public void getDrink() {
        System.out.println("加入水");
        System.out.println("加入橘子果肉");
        System.out.println("榨汁混合");
        System.out.println("开启水阀");
        System.out.println(drinkName +"流出");
        System.out.println("关闭水阀");
    }
}

public class TeaMachine extends DrinkMachine {

    public TeaMachine(String drinkName) {
        super("Tea");
    }

    @Override
    public void getDrink() {
        System.out.println("加入水");
        System.out.println("加入茶叶");
        System.out.println("冲泡");
        System.out.println("开启水阀");
        System.out.println(drinkName +"流出");
        System.out.println("关闭水阀");
    }
}

三个组员忙了一晚上，终于完成了各自的任务（其实实际任务并不是打印流程这么简单的）。第二天他们在一起讨论的时候的发现三个人晚上干的活有50%是重复的，于是他们对组长安排的任务产生了怀疑。在经过学习之后，他们准备通过模板方法模式重构代码，然后给组长一个惊喜。

2.使用模板方法模式

首先组员A偷偷把组长写好的父类进行了修改。

public abstract class DrinkMachine {

    private String drinkName;

    public DrinkMachine(String drinkName) {
        this.drinkName = drinkName;
    }

    public void getDrink() {
        enterWater();
        makeDrink();
        setWaterValue();
    };

    public void enterWater() {
        System.out.println("加入水");
    };

    public abstract void makeDrink();

    public void setWaterValue() {
        System.out.println("开启水阀");
        System.out.println(drinkName +"流出");
        System.out.println("关闭水阀");
    }
}

整个制作饮料的过程被分成了三步，其中的两步都是固定的，因此在父类就已经实现了。剩下的一步是和饮料的类型有关的，因此要根据子类的不同有不同的实现，所以把makeDrink()方法设置为抽象方法，等待子类实现。父类还更改了getDrink()方法，在该方法中调用其他三步方法获得饮料，把该方法作为用户使用的接口。

其他两个组员则是对3个子类进行了改造，因为公共的部分已经由父类实现了，现在他们只需要实现每个子类中特有的部分就可以了。

public class CoffeeMachine extends DrinkMachine {

    public CoffeeMachine() {
        super("Coffee");
    }
    
    @Override
    public void makeDrink() {
        System.out.println("加入咖啡豆");
        System.out.println("研磨");
    }
}

public class JuiceMachine extends DrinkMachine {

    public JuiceMachine() {
        super("OrangeJuice");
    }

    @Override
    public void makeDrink() {
        System.out.println("加入橘子果肉");
        System.out.println("榨汁混合");
    }
}

public class TeaMachine extends DrinkMachine {

    public TeaMachine() {
        super("Tea");
    }

    @Override
    public void makeDrink() {
        System.out.println("加入茶叶");
        System.out.println("冲泡");
    }
}

大功告成之后他们发现每个子类中的重复代码大大的减少了，而且就算以后要制作新的饮料机，继承饮料机父类就能得到公共的功能（加入水的操作和开启、关闭水阀门的操作），然后只需要编写这个饮料机特定的操作代码即可。

他们高兴坏了，准备立刻测试一下。

public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<DrinkMachine> list = new ArrayList<>(3);
        list.add(new CoffeeMachine());
        list.add(new JuiceMachine());
        list.add(new TeaMachine());

        for (DrinkMachine drinkMachine : list) {
            drinkMachine.getDrink();
            System.out.println();
        }
    }
}