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  • 模板方法

    千次阅读 热门讨论 2014-03-13 16:51:19
    模板方法定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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。  结构  AbstractClass是抽象类,其实也就是一...

      

         模板方法定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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。

       结构


         AbstractClass是抽象类,其实也就是一个抽象模板,定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法,它给出了一个顶级逻辑的骨架,而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中,推迟到子类实现。代码如下:


      

        ConcreteClass,实现父类所定义的一个或多个抽象方法。每一个AbstractClass都可以有任意多个ConcreteClass与之对应,而每一个ConcreteClass都可以给出这些抽象方法(也就是顶级逻辑的组成步骤)的不同实现,从而使得顶级逻辑的实现各不相同。代码如下:

      


      模板方法使所有的重复的代码都要上升到父类去,而不是让每个子类都去重复。

      当我们要完成在某一细节层次一致的一个过程或一系列步骤,但其个别步骤在更详细的层次上的实现可能不同时,我们通常用模板方法模式来处理。


    示例

        模板方法因为定义了一个操作中算法的骨架,所以,可以看成是先把算法结合起来,然后一同调用。

        例如,早上我们起床的过程:先睁开眼睛,然后整理床铺,然后洗漱。可能在具体的实现细节上每个人会有不同,但是步骤是一样的。现在,我们用代码来描述这个过程:

     

    namespace 起床模板
    {
        abstract class AbsGetUp
        {
            public abstract void OpenEyes();  //睁开眼睛
            public abstract void MakeBed();  //叠被子
            public abstract void Wash();  //洗漱
    
            public void TemplateMethod()
            {
                OpenEyes();
                MakeBed();
                Wash();
    
                Console.WriteLine("起床成本,本次起床,击败了全国0%的用户,请再接再厉。");
    
            }
    
        }
    
    
        //Vac起床
        class Vac:AbsGetUp 
        {
            public override void  OpenEyes()
           {
     	    
                Console.WriteLine("Vac每天从她200多平方米的床上睁开眼睛。。。");
           }
    
           public override void  MakeBed()
            {
     	        Console.WriteLine("vac的200多个女仆正在给她叠被子呢。。");
            }
    
            public override void  Wash()
            {
     	        Console.WriteLine("vac正在一个200多平的大洗手间内刷牙。。");
            }
        }
    
        //Jay起床
        class Jay:AbsGetUp 
        {
            public override void  OpenEyes()
            {
     	        Console.WriteLine("jay大人睁开眼睛,听到了自己唱的《夜曲》");
            }
    
            public override void  MakeBed()
            {
     	        Console.WriteLine("jay大人的母亲一遍帮Jay叠被子,一边催他快一点而,fans都在门口。");
            }
    
            public override void  Wash()
            {
     	        Console.WriteLine("jay先有了个泳,然后去洗漱。");
            }
        }
    
    
    
    
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                AbsGetUp vac = new Vac();
                vac.TemplateMethod();
    
                Console.WriteLine(" ");
    
                AbsGetUp jay = new Jay();
                jay.TemplateMethod();
    
                Console.WriteLine(" ");
    
    
                
            }
        }
    }
    

    运行后,如图:


     

     

    嘿嘿,还是挺好玩儿的。。。


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  • 设计模式 - 行为型设计模式 - 模板方法模式(Java)

    万次阅读 多人点赞 2019-02-26 20:29:04
    protected void end() { } } 模板方法中调用了 3 个方法,其中 apply() 是抽象方法,子类必须实现它,其实模板方法中有几个抽象方法完全是自由的,我们也可以将三个方法都设置为抽象方法,让子类来实现。...

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    在含有继承结构的代码中,模板方法模式是非常常用的。

    通常会有一个抽象类:

    public abstract class AbstractTemplate {
    
        // 这就是模板方法
        public void templateMethod() {
            init();
            apply(); // 这个是重点
            end(); // 可以作为钩子方法
        }
    
        protected void init() {
            System.out.println("init 抽象层已经实现,子类也可以选择覆写");
        }
    
        // 留给子类实现
        protected abstract void apply();
    
        protected void end() {
        }
    
    }

    模板方法中调用了 3 个方法,其中 apply() 是抽象方法,子类必须实现它,其实模板方法中有几个抽象方法完全是自由的,我们也可以将三个方法都设置为抽象方法,让子类来实现。也就是说,模板方法只负责定义第一步应该要做什么,第二步应该做什么,第三步应该做什么;至于怎么做,由子类来实现。

    我们写一个实现类:

    public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate {
    
        public void apply() {
            System.out.println("子类实现抽象方法 apply");
        }
    
        public void end() {
            System.out.println("我们可以把 end 当做钩子方法来使用,需要的时候覆写就可以了");
    
        }
    }

    客户端调用演示:

    public static void main(String[] args) {
        AbstractTemplate t = new ConcreteTemplate();
    
        // 调用模板方法
        t.templateMethod();
    }

    代码其实很简单,基本上看到了就懂了,关键是要学会用到自己的代码中。

    展开全文
  • 手把手带你全面了解模板方法模式

    前言

    今天Carson来全面总结最常用的设计模式 - 模板方法模式。

    Carson带你学设计模式系列文章
    Carson带你学设计模式:这是一份全面 & 详细的设计模式学习指南
    Carson带你学设计模式:单例模式(Singleton)
    Carson带你学设计模式:简单工厂模式(SimpleFactoryPattern)
    Carson带你学设计模式:工厂方法模式(Factory Method)
    Carson带你学设计模式:抽象工厂模式(Abstract Factory)
    Carson带你学设计模式:建造者模式(Builder Pattern)
    Carson带你学设计模式:适配器模式(Adapter Pattern)
    Carson带你学设计模式:外观模式(Facade Pattern)
    Carson带你学设计模式:静态代理模式(Proxy Pattern)
    Carson带你学设计模式:动态代理模式(Proxy Pattern)
    Carson带你学设计模式:模板方法模式(Template Method)
    Carson带你学设计模式:策略模式(Strategy Pattern)
    Carson带你学设计模式:观察者模式(Observer)


    目录

    模板方法模式.jpg


    1. 介绍

    1.1 定义

    定义一个模板结构,将具体内容延迟到子类去实现。

    1.2 主要作用

    在不改变模板结构的前提下在子类中重新定义模板中的内容。

    模板方法模式是基于”继承“的;

    1.3 解决的问题

    • 提高代码复用性
      将相同部分的代码放在抽象的父类中,而将不同的代码放入不同的子类中
    • 实现了反向控制
      通过一个父类调用其子类的操作,通过对子类的具体实现扩展不同的行为,实现了反向控制 & 符合“开闭原则”

    2. 模式原理

    2.1 UML类图 & 组成

    UML类图

    2.2 实例讲解

    接下来我用一个实例来对模板方法模式进行更深一步的介绍。
    a. 实例概况

    • 背景:小成希望学炒菜:手撕包菜 & 蒜蓉炒菜心
    • 冲突:两道菜的炒菜步骤有的重复有的却差异很大,记不住
    • 解决方案:利用代码记录下来

    b. 使用步骤
    步骤1: 创建抽象模板结构(Abstract Class):炒菜的步骤

    
    public  abstract class Abstract Class {  
    //模板方法,用来控制炒菜的流程 (炒菜的流程是一样的-复用)
    //申明为final,不希望子类覆盖这个方法,防止更改流程的执行顺序 
            final void cookProcess(){  
            //第一步:倒油
            this.pourOil();
            //第二步:热油
             this.HeatOil();
            //第三步:倒蔬菜
             this.pourVegetable();
            //第四步:倒调味料
             this.pourSauce();
            //第五步:翻炒
             this.fry();
        }  
    
    //定义结构里哪些方法是所有过程都是一样的可复用的,哪些是需要子类进行实现的
    
    //第一步:倒油是一样的,所以直接实现
    void pourOil(){  
            System.out.println("倒油");  
        }  
    
    //第二步:热油是一样的,所以直接实现
        void  HeatOil(){  
            System.out.println("热油");  
        }  
    
    //第三步:倒蔬菜是不一样的(一个下包菜,一个是下菜心)
    //所以声明为抽象方法,具体由子类实现 
        abstract void  pourVegetable();
    
    //第四步:倒调味料是不一样的(一个下辣椒,一个是下蒜蓉)
    //所以声明为抽象方法,具体由子类实现 
        abstract void  pourSauce();
    
    
    //第五步:翻炒是一样的,所以直接实现
        void fry();{  
            System.out.println("炒啊炒啊炒到熟啊");  
        }  
    }
    

    步骤2: 创建具体模板(Concrete Class),即”手撕包菜“和”蒜蓉炒菜心“的具体步骤

    //炒手撕包菜的类
      public class ConcreteClass_BaoCai extend  Abstract Class{
        @Override
        public void  pourVegetable(){  
            System.out.println(”下锅的蔬菜是包菜“);  
        }  
        @Override
        public void  pourSauce(){  
            System.out.println(”下锅的酱料是辣椒“);  
        }  
    }
    //炒蒜蓉菜心的类
      public class ConcreteClass_CaiXin extend  Abstract Class{
        @Override
        public void  pourVegetable(){  
            System.out.println(”下锅的蔬菜是菜心“);  
        }  
        @Override
        public void  pourSauce(){  
            System.out.println(”下锅的酱料是蒜蓉“);  
        }  
    }
    
    

    步骤3:客户端调用-炒菜了

    public class Template Method{
      public static void main(String[] args){
    
    //炒 - 手撕包菜
        ConcreteClass_BaoCai BaoCai = new ConcreteClass_BaoCai();
        BaoCai.cookProcess();
    
    //炒 - 蒜蓉菜心
      ConcreteClass_ CaiXin = new ConcreteClass_CaiXin();
        CaiXin.cookProcess();
        }
            
    }
       
    

    结果输出

    倒油
    热油
    下锅的蔬菜是包菜
    下锅的酱料是辣椒
    炒啊炒啊炒到熟
    
    倒油
    热油
    下锅的蔬菜是菜心
    下锅的酱料是蒜蓉
    炒啊炒啊炒到熟
    

    通过上述这个常见的生活例子,我相信你已经完全明白了模板方法模式的原理了!!


    3. 优缺点

    在全面解析完模板方法模式后,我来分析下其优缺点:

    3.1 优点

    • 提高代码复用性
      将相同部分的代码放在抽象的父类中
    • 提高了拓展性
      将不同的代码放入不同的子类中,通过对子类的扩展增加新的行为
    • 实现了反向控制
      通过一个父类调用其子类的操作,通过对子类的扩展增加新的行为,实现了反向控制 & 符合“开闭原则”

    3.2 缺点

    引入了抽象类,每一个不同的实现都需要一个子类来实现,导致类的个数增加,从而增加了系统实现的复杂度。


    4. 应用场景

    • 一次性实现一个算法的不变的部分,并将可变的行为留给子类来实现;
    • 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复;
    • 控制子类的扩展。

    5. 总结

    本文主要对模板方法模式进行了全面介绍。


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  • 模板方法模式

    千次阅读 2021-06-13 15:41:30
    模板方法模式:定义一个操作中算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使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。 模板方法是关于怎样将若干个方法集成到一个方法中,以便形成一个...
    模板方法模式:定义一个操作中算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使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。

    模板方法是关于怎样将若干个方法集成到一个方法中,以便形成一个解决问题的算法骨架。模板方法模式的关键是在一个抽象类中定义一个算法的骨架,即将若干个方法集成到一个方法中,并称该方法为一个模板方法,或简称模板。模板方法所调用的其他方法通常为抽象的方法,这些抽象方法相当于算法骨架中的各个步骤,这些步骤的实现可以有子类实现。

    角色说明:
    • 抽象模板:抽象模板定义了若干个方法以表示一个算法的各个步骤,这些方法中有抽象方法也有非抽象方法,其中的抽象方法称作原语操作。重要的一点是,抽象模板中还定义了一个称作模板方法的方法,该方法不仅包含有抽象模板中表示算法步骤的方法调用而且还可以包含定义在抽象模板中的其他对象的方法调用,即模板方法定义了算法的骨架。
    • 具体模板:实现抽象模板中的原语操作。
    钩子方法

    是抽象模板中定义的具体方法,但给出了空实现或默认的实现,并允许子类重写这个具体方法。某些钩子方法的作用是对模板方法中的某些步骤进行 “挂钩” ,即允许具体模板对算法的不同点进行 “挂钩” ,以确定在什么条件下执行模板方法中的哪些算法步骤。这样的钩子方法的类型都是boolean类型的,其默认实现往往是返回值为true。另外一类钩子方法不是用来挂钩的,对于void类型的钩子方法,其默认实现一般为空,具体模板可以根据需要直接继承这样的钩子方法或重写这样的钩子方法。

    案例:
    SoyaMilk.java

    public abstract class SoyaMilk { // 抽象模板(豆浆)
    	final void make() {
    		select();
    		if(test()) {
    			System.out.print("第二步:");
    			addCondiments();
    		}
    		soak();
    		beat();
    	}
    	
    	void select() {
    		System.out.println("第一步:选择新鲜黄豆");
    	}
    	
    	abstract void addCondiments();
    	
    	void soak() {
    		System.out.println("第三步:黄豆和配料开始浸泡,需要三小时");
    	}
    	
    	void beat() {
    		System.out.println("第四步:黄豆和配料放到豆浆机去打碎");
    	}
    	
    	//钩子方法
    	boolean test() {
    		return true;
    	}
    }
    
    

    BlackBeanSoyaMilk.java

    public class BlackBeanSoyaMilk extends SoyaMilk{ // 具体模板(制作黑豆豆浆)
    	@Override
    	void addCondiments() {
    		System.out.println("加入新鲜红豆");
    	}
    }
    
    

    PennutSoyaMilk.java

    public class PennutSoyaMilk extends SoyaMilk{ // 具体模板(制作花生豆浆)
    	@Override
    	void addCondiments() {
    		System.out.println("加入新鲜花生");
    	}
    }
    
    

    PureSoyaMilk.java

    public class PureSoyaMilk extends SoyaMilk{ // 具体模板(制作纯豆浆)
    	@Override
    	void addCondiments() {
    		// 空实现
    	}
    	
    	@Override
    	boolean test() {
    		return false; // 确定在该条件下执行模板方法中的哪些算法步骤
    	}
    }
    
    

    Application5.java

    public class Application5 {
    	public static void main(String[] args) {
    		SoyaMilk soyaMilk = new BlackBeanSoyaMilk();
    		soyaMilk.make();
    		System.out.println("---------------------------");
    		soyaMilk = new PennutSoyaMilk();
    		soyaMilk.make();
    		System.out.println("---------------------------");
    		soyaMilk = new PureSoyaMilk();
    		soyaMilk.make();
    	}
    }
    
    

    运行结果:
    在这里插入图片描述

    优点
    • 可以通过在抽象模板中定义模板方法给出成熟的算法步骤,同时又不限制步骤的细节,具体模板实现算法细节不会改变真个算法的骨架。
    • 在抽象模板模式中,可以通过钩子方法对某些步骤进行挂钩,具体模板通过钩子可以选择算法骨架中的某些步骤。
    适合场景
    • 设计者需要给出一个算法的固定步骤,并将某些步骤的具体实现留给子类来实现。
    • 需要对代码进行重构,将各个子类公共行为提取出来集中到一个共同的父类中以避免代码重复。
    源码剖析模板方法模式

    spring的IOC
    抽象模板:AbstractApplicationContext.java

    模板方法:
    public void refresh() 负责容器的初始化操作

    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    		synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
    			// Prepare this context for refreshing.
    			prepareRefresh();
    
    			// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
    			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    
    			// Prepare the bean factory for use in this context.
    			prepareBeanFactory(beanFactory);
    
    			try {
    				// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
    				postProcessBeanFactory(beanFactory);
    
    				// Invoke factory processors registered as beans in the context.
    				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
    
    				// Register bean processors that intercept bean creation.
    				registerBeanPostProcessors(beanFactory);
    
    				// Initialize message source for this context.
    				initMessageSource();
    
    				// Initialize event multicaster for this context.
    				initApplicationEventMulticaster();
    
    				// Initialize other special beans in specific context subclasses.
    				onRefresh();
    
    				// Check for listener beans and register them.
    				registerListeners();
    
    				// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
    				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
    
    				// Last step: publish corresponding event.
    				finishRefresh();
    			}
    
    			catch (BeansException ex) {
    				if (logger.isWarnEnabled()) {
    					logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
    							"cancelling refresh attempt: " + ex);
    				}
    
    				// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
    				destroyBeans();
    
    				// Reset 'active' flag.
    				cancelRefresh(ex);
    
    				// Propagate exception to caller.
    				throw ex;
    			}
    
    			finally {
    				// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
    				// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
    				resetCommonCaches();
    			}
    		}
    	}
    

    protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory()

    	protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
    		refreshBeanFactory();
    		return getBeanFactory();
    	}
    
    

    抽象方法:
    refreshBeanFactory()

    protected abstract void refreshBeanFactory() throws BeansException, IllegalStateException;
    

    getBeanFactory()

    public abstract ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() throws IllegalStateException;
    

    钩子方法:
    postProcessBeanFactory

    protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    	}
    

    onRefresh()

    protected void onRefresh() throws BeansException {
    		// For subclasses: do nothing by default.
    	}
    

    具体模板:GenericApplicationContext.java

    实现抽象模板中的抽象方法
    refreshBeanFactory()

    protected final void refreshBeanFactory() throws IllegalStateException {
    		if (!this.refreshed.compareAndSet(false, true)) {
    			throw new IllegalStateException(
    					"GenericApplicationContext does not support multiple refresh attempts: just call 'refresh' once");
    		}
    		this.beanFactory.setSerializationId(getId());
    	}
    

    getBeanFactory()

    public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
    		return this.beanFactory;
    	}
    

    具体模板:

    AbstractRefreshableApplicationContext.java

    实现抽象模板中的抽象方法
    getBeanFactory()

    	public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
    		synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
    			if (this.beanFactory == null) {
    				throw new IllegalStateException("BeanFactory not initialized or already closed - " +
    						"call 'refresh' before accessing beans via the ApplicationContext");
    			}
    			return this.beanFactory;
    		}
    	}
    
    

    refreshBeanFactory()

    protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
    		if (hasBeanFactory()) {
    			destroyBeans();
    			closeBeanFactory();
    		}
    		try {
    			DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
    			beanFactory.setSerializationId(getId());
    			customizeBeanFactory(beanFactory);
    			loadBeanDefinitions(beanFactory);
    			synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
    				this.beanFactory = beanFactory;
    			}
    		}
    		catch (IOException ex) {
    			throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
    		}
    	}
    

    在以上两个具体模板中都未使用到钩子方法。

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    千次阅读 2019-03-26 14:56:10
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    模板方法定义了操作中的算法骨架,将某些步骤掩饰到子类中实现,这样就可以在不改变和算法前提的情况下,重新定义该算法的某些特定步骤。 采用模板方法模式的核心思路是处理某个流程的代码已经具备,但其中某些节点...
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  • 设计模式-04.模板方法模式

    千次阅读 2020-12-28 19:41:04
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  • 设计模式-模板方法模式

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    模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有...
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    万次阅读 2019-12-03 22:19:46
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    千次阅读 2014-08-14 18:19:13
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空空如也

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模版方法