Go讲解：模板方法模式

软件架构师笔记

于 2024-12-14 08:07:51 发布

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分类专栏： golang 文章标签： golang 模板方法模式 java

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Go讲解：模板方法模式

简介

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它在超类中定义了一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。这使得子类可以在不改变算法结构的情况下重定义某些步骤。

核心概念

AbstractClass（抽象类）：定义了算法的骨架，包含一个或多个模板方法和基本方法。模板方法定义了算法的框架，并调用了一些基本方法。
ConcreteClass（具体类）：实现了抽象类中的基本方法，提供了具体的算法步骤实现。
Hook（钩子）：可选的方法，允许子类扩展父类的行为，但不是必须实现。

为什么使用模板方法模式？

代码复用：通过在超类中定义通用的算法逻辑，可以避免重复代码，提高代码复用性。
灵活性高：子类可以通过覆盖特定的方法来自定义算法的某些步骤，而不必修改整个算法结构。
易于维护：算法的核心逻辑集中在超类中，便于维护和扩展。

应用场景

数据处理流程：如文件读取、解析、处理和保存的过程，可以通过模板方法模式管理不同类型的文件格式。
游戏开发：如游戏角色的行动序列（移动、攻击、恢复等），可以通过模板方法模式定义统一的行动框架，子类根据角色特性自定义具体行动。
业务流程：如订单处理流程（接收订单、验证信息、生成发票、发货等），可以通过模板方法模式管理不同的订单类型。

案例分析

假设我们正在开发一个简单的咖啡制作应用程序，其中支持多种类型的咖啡。为了实现这一功能，我们可以利用模板方法模式来管理不同类型的咖啡制作过程。

步骤一：定义抽象类

首先，我们需要定义一个抽象类，它定义了制作咖啡的通用算法框架：

package main

import "fmt"

// AbstractClass 定义了算法的骨架，包含一个或多个模板方法和基本方法
type CoffeeMaker struct{}

func (cm *CoffeeMaker) MakeCoffee() {
    cm.BoilWater()
    cm.Brew()
    cm.PourInCup()
    if cm.AddCondiments() {
        fmt.Println("Adding condiments")
    }
}

func (cm *CoffeeMaker) BoilWater() {
    fmt.Println("Boiling water")
}

func (cm *CoffeeMaker) PourInCup() {
    fmt.Println("Pouring into cup")
}

// Hook method, can be overridden by subclasses
func (cm *CoffeeMaker) AddCondiments() bool {
    return false
}

// Template method that subclasses must implement
func (cm *CoffeeMaker) Brew() {
    // This will be implemented in concrete classes
}

步骤二：创建具体类

接下来，为每种类型的咖啡创建具体类，每个类都继承自CoffeeMaker并实现了特定的Brew方法和其他可能需要覆盖的方法：

// ConcreteClass 实现了抽象类中的基本方法，提供了具体的算法步骤实现
type EspressoMaker struct {
    CoffeeMaker
}

func (em *EspressoMaker) Brew() {
    fmt.Println("Dripping espresso through filter")
}

type FrenchPressMaker struct {
    CoffeeMaker
}

func (fp *FrenchPressMaker) Brew() {
    fmt.Println("Pressing coffee grounds with plunger")
}

func (fp *FrenchPressMaker) AddCondiments() bool {
    return true
}

步骤三：使用模板方法模式

现在我们可以轻松地使用模板方法模式来管理不同类型咖啡的制作过程：

func clientCode() {
    // 创建咖啡制作对象
    espresso := &EspressoMaker{}
    frenchPress := &FrenchPressMaker{}

    // 制作不同类型的咖啡
    fmt.Println("Making an espresso:")
    espresso.MakeCoffee()

    fmt.Println("\nMaking a French press coffee:")
    frenchPress.MakeCoffee()
}

func main() {
    clientCode()
}