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模板模式
在模板模式（Template Pattern）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。
介绍
意图
在父类中定义了算法的骨架，并允许子类在不改变算法结构的前提下重定义算法的某些特定步骤。
主要解决的问题
- 解决在多个子类中重复实现相同的方法的问题，通过将通用方法抽象到父类中来避免代码重复。
使用场景
- 当存在一些通用的方法，可以在多个子类中共用时。
实现方式
- 定义抽象父类：包含模板方法和一些抽象方法或具体方法。
- 实现子类：继承抽象父类并实现抽象方法，不改变算法结构。
关键代码
- 模板方法：在抽象父类中定义，调用抽象方法和具体方法。
- 抽象方法：由子类实现，代表算法的可变部分。
- 具体方法：在抽象父类中实现，代表算法的不变部分。
应用实例
- 建筑流程：地基、走线、水管等步骤相同，后期建筑如加壁橱、栅栏等步骤不同。
- 西游记的81难：菩萨定好的81难代表一个顶层逻辑骨架。
- Spring对Hibernate的支持：封装了如开启事务、获取Session、关闭Session等通用方法。
优点
- 封装不变部分：算法的不变部分被封装在父类中。
- 扩展可变部分：子类可以扩展或修改算法的可变部分。
- 提取公共代码：减少代码重复，便于维护。
缺点
- 类数目增加：每个不同的实现都需要一个子类，可能导致系统庞大。
使用建议
- 当有多个子类共有的方法且逻辑相同时，考虑使用模板方法模式。
- 对于重要或复杂的方法，可以考虑作为模板方法定义在父类中。
注意事项
- 为了防止恶意修改，模板方法通常使用
final关键字修饰，避免被子类重写。
包含的几个主要角色
-
抽象父类（Abstract Class）：
- 定义了模板方法和一些抽象方法或具体方法。
-
具体子类（Concrete Classes）：
- 继承自抽象父类，并实现抽象方法。
-
钩子方法（Hook Method）（可选）：
- 在抽象父类中定义，可以被子类重写，以影响模板方法的行为。
-
客户端（Client）（可选）：
- 使用抽象父类和具体子类，无需关心模板方法的细节。
实现
我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类，其中，模板方法设置为 final，这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类，它们重写了抽象类的方法。
TemplatePatternDemo，我们的演示类使用 Game 来演示模板模式的用法。
步骤 1
创建一个抽象类，它的模板方法被设置为 final。
Game.java
public abstract class Game {
abstract void initialize();
abstract void startPlay();
abstract void endPlay();
//模板
public final void play(){
//初始化游戏
initialize();
//开始游戏
startPlay();
//结束游戏
endPlay();
}
}
步骤 2
创建扩展了上述类的实体类。
Cricket.java
public class Cricket extends Game {
@Override
void endPlay() {
System.out.println("Cricket Game Finished!");
}
@Override
void initialize() {
System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
}
@Override
void startPlay() {
System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
}
}
Football.java
public class Football extends Game {
@Override
void endPlay() {
System.out.println("Football Game Finished!");
}
@Override
void initialize() {
System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
}
@Override
void startPlay() {
System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
}
}
步骤 3
使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式。
TemplatePatternDemo.java
public class TemplatePatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Game game = new Cricket();
game.play();
System.out.println();
game = new Football();
game.play();
}
}
步骤 4
执行程序，输出结果：
Cricket Game Initialized! Start playing. Cricket Game Started. Enjoy the game! Cricket Game Finished! Football Game Initialized! Start playing. Football Game Started. Enjoy the game! Football Game Finished!