设计模式行为型——模板模式

目录

模板模式的定义

模板模式的实现

模板模式角色

模板模式类图

模板模式举例

模板模式代码实现

模板模式的特点

优点

缺点

使用场景

注意事项

实际应用

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模板模式的定义

        模板模式（Template Pattern）属于行为型设计模式，又叫模版方法模式(Template Method Pattern)，是指定义一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。模板模式使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。

        模板模式，其主要的的思想就是做一个模板，提供给客户端进行调用。除去生活中我们经常用到的简历模板、合同模板等等，Java中也有很经典的模板使用，那就是Servlet，HttpService类提供了一个service()方法，这个方法调用七个do方法中的一个或几个，完成对客户端调用的响应。这些do方法需要由HttpServlet的具体则由子类提供。

模板模式的实现

模板模式角色

1. 抽象模板角色(Abstract Template)：定义了一个或多个抽象操作，即定义了算法的骨架，以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作，它们是一个顶级逻辑的组成步骤；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。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。
2. 具体模板角色(Concrete Template)：实现父类所定义的一个或多个抽象方法，即不同的对象的具体实现细节，它们是一个顶级逻辑的组成步骤；每一个抽象模板角色都可以有任意多个具体模板角色与之对应，而每一个具体模板角色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。

模板模式类图

模板模式举例

        相信大家都吃过水果蛋糕，不过无论造型如何变化，不变的有两种东西：“奶油”和“面包”。其余的水果材料随意搭配，就凑成了各式各样的水果蛋糕。基于这个场景，写一个案例，进一步了解下模板模式；创建三个类：Cake（蛋糕）、StrawberryCake（草莓蛋糕）、MangoCake（芒果蛋糕）。最后创建一个Client类，实现这个制作蛋糕的调用过程。

模板模式代码实现

抽象模版角色

package com.common.demo.pattern.template;/*** @author Evan Walker  昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 抽象模版角色 蛋糕* @date 2023/08/09 13:44:38*/
public abstract class Cake {/*** 制作*/public void make() {System.out.println("开始准备材料。");bread();cream();fruit();System.out.println("经过一系列的操作。");System.out.println("制作完成。");}/*** 准备面包*/public void bread() {System.out.println("准备材料：面包");}/*** 准备奶油*/public void cream() {System.out.println("准备材料：奶油");}/*** 准备水果*/protected abstract void fruit();}

具体模版角色

package com.common.demo.pattern.template;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体模版角色：芒果蛋糕* @date 2023/08/09 13:46:07*/
public class MangoCake extends Cake{@Overrideprotected void fruit() {System.out.println("准备材料：芒果");}
}
package com.common.demo.pattern.template;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体模版角色：草莓蛋糕* @date 2023/08/09 13:46:07*/
public class StrawberryCake extends Cake{@Overrideprotected void fruit() {System.out.println("准备材料：草莓");}
}

测试代码

package com.common.demo.pattern.template;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 测试类* @date 2023/08/09 13:48:06*/
public class Test {public static void main(String[] args) {Cake c1 = new MangoCake();c1.make();Cake c2 = new StrawberryCake();c2.make();}}

测试截图 

模板模式的特点

优点

1. 提高代码复用性：模板模式将公共的算法提取到父类中，子类只需关注实现自己特定的步骤，提高了代码的复用性。
2. 保持一致的算法结构：模板模式定义了算法的框架，保持了一致的算法结构，使得代码更加整洁和可读。
3. 灵活性：子类可以根据需要重写或扩展父类中的某些算法步骤，从而实现定制化的算法。

缺点

1. 某些步骤的实现可能受限：由于模板模式是通过继承来实现的，因此可能会限制某些步骤的具体实现方式。
2. 增加了类的数量：使用模板模式会增加父类和子类的数量，可能导致类的层次结构较为复杂。

使用场景

1. 当有一组相似的算法，其具体实现步骤相同或类似，只有某些步骤的实现有差异时，可以考虑使用模板模式。
2. 当需要保持一致的算法结构，提高代码复用性和可维护性时，可以使用模板模式。

注意事项

1. 抽象出公共的算法框架：在使用模板模式时，需要抽象出算法的公共框架，并将可变的部分延迟到子类中实现。
2. 父类对于子类的要求：父类中定义的模板方法可以使用钩子方法来约束子类的行为。
3. 为防止恶意操作：一般模板方法都加上 final 关键词

实际应用

1. 数据库访问操作：数据库访问操作中的连接、查询和关闭等操作可以使用模板模式，将通用的操作提取到父类中，而具体的查询可以由子类来实现。
2. 游戏开发中的关卡设计：在游戏开发中，不同的关卡可能有相同的初始化、更新和结束等步骤，可以使用模板模式来实现这些关卡。

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