28、模板模式 ( Template Pattern )

本文深入解析Java设计模式中的模板模式(Template Pattern),包括其定义、意图、优缺点、使用场景及完整实现范例。通过游戏开发的实例,展示如何定义算法骨架并将特定步骤延迟到子类,帮助开发者掌握这一行为型设计模式的核心思想与最佳实践。

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

模板模式属于行为型模式

摘要

1、 意图:

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

2、 主要解决:

一些方法通用却在每一个子类都重新写了这一方法

3、 何时使用:

有一些通用的方法

4、 如何解决:

将这些通用算法抽象出来

5、 关键代码:

在抽象类实现其他步骤在子类实现

6、 应用实例:

1.  在造房子的时候地基走线水管都一样只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异
2.  西游记里面菩萨定好的 81 这就是一个顶层的逻辑骨架
3.  Spring 中对 Hibernate 的支持将一些已经定好的方法封装起来比如开启事务获取 Session关闭 Session 程序员不重复写那些已经规范好的代码直接丢一个实体就可以保存

7、 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

8、 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

9、 使用场景:

1.  有多个子类共有的方法且逻辑相同
2.  重要的复杂的方法可以考虑作为模板方法

10、 注意事项:

为防止恶意操作一般模板方法都加上 final 关键词

实现

 

1、 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;
2、 定义类CricketFootball扩展Game,重写了抽象类的方法;
3、 定义类TemplatePatternDemo使用Game来演示模板模式的用法;

范例

1. 创建一个抽象类,它的模板方法被设置为 final

Game.java

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// Copyright * 2015-2065 ddkk.com. All rights reserved.
package com.ddkk.gof;
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();
   }

2. 创建扩展了上述类的实体类

Cricket.java

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package com.ddkk.gof;
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

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// Copyright * 2015-2065 ddkk.com. All rights reserved.
package com.ddkk.gof;
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!");
   }

3. 使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式

TemplatePatternDemo.java

// author: DDKK.COM 弟弟快看,程序员编程资料站(ddkk.com)
// Copyright * 2015-2065 ddkk.com. All rights reserved.
package com.ddkk.gof;
public class TemplatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Game game = new Cricket();
      game.play();
      System.out.println();
      game = new Football();
      game.play();      
   }

编译运行以上 Java 范例,输出结果如下

$ javac -d . src/main/com.ddkk/gof/TemplatePatternDemo.java
$ java  com.ddkk.gof.TemplatePatternDemo
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!