2020-08-02

设计模式 模板方法模式

模板方法模式

模板方法模式是面向对象系统中非常朴实的一种模式,体现出面向对象设计中继承和多态的基本特征。在开发应用的过程中,往往会在初期规划一些较粗粒度的算法,而且对参与计算的对象进行抽象,明确算法会使用到哪些方法,每个方法可以提供哪些支持,但此时每个方法本身并没有细化;随着开发过程的展开,我们可能会具体实现每个方法,或者对最初的一些方法进行替换,覆盖上新的内容,这样就在一个相对固定的算法框架下,通过子类(或其他方法)的变化,实现了算法的差异性。

GOF对模板方法模式的描述为:
Define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template Method let ssubclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm's structure..
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software

UML类图:
模板方法模式 UML类图

代码示例:

public abstract class Template{ public abstract void Init(); public abstract void Start(); public abstract void End(); public void Process() {  Init();  Start();  End(); }}public class ConcreteProcessor1 : Template{ public override void End() {  Console.WriteLine("Process1 End"); } public override void Init() {  Console.WriteLine("Process1 Init"); } public override void Start() {  Console.WriteLine("Process1 Start"); }}public class ConcreteProcessor2 : Template{ public override void End() {  Console.WriteLine("Process2 End"); } public override void Init() {  Console.WriteLine("Process2 Init"); } public override void Start() {  Console.WriteLine("Process2 Start"); }  }

适用场景

  • 在实现一个算法时,发现其中有些部分非常易变,或者很容易随着运行环境、后续开发的不同产生而很多变化,此时就按照模板方法模式可以把它们抽象出来,供子类完成。
  • 在需要对一系列子类进行约束,要求它们必须实现算法要求的某些方法时,可以采用模板方法模式,便于其他客户程序按照这些方法操作子类。

优点
1、封装不变部分,扩展可变部分。 2、提取公共代码,便于维护。 3、行为由父类控制,子类实现。

  • 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
  • 提高了扩展性,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"

缺点
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,使得系统更加庞大。

参考书籍:
王翔著 《设计模式——基于C#的工程化实现及扩展》

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