Java 设计模式(9) —— 模板模式

一、模板模式

封装了一个算法步骤,并允许子类为一个或多个步骤方法提供实现。模板模式可以使子类在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。

模板模式

二、示例

泡咖啡与泡茶:

  • 泡咖啡的步骤:
    • 水烧开
    • 冲泡咖啡粉
    • 把咖啡倒入杯子
    • 加糖和牛奶
  • 泡茶步骤:
    • 水烧开
    • 冲泡茶叶
    • 把茶水倒入杯子
    • 加柠檬

面向对象模式的示例:

1.定义泡咖啡的方法类


/**
 * 面向对象方法对象,泡咖啡,按固定流程走完
 */
public class Coffee {

    /**
     * 泡咖啡
     */
    public void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brewCoffee();
        pourInCup();
        addSugarMilk();
    }


    /**
     * 煮开水
     */
    public void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }


    /**
     * 放咖啡粉
     */
    public void brewCoffee() {
        System.out.println("Brewing coffee");
    }

    /**
     * 放进杯子里
     */
    public void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    /**
     * 添加糖和奶
     */
    public void addSugarMilk() {
        System.out.println("Adding sugar or milk");
    }
}

2.定义泡茶的方法类


/**
 * 面向对象,泡茶,按固定流程走完
 */
public class Tea {


    /**
     * 泡茶
     */
    public void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brewTea();
        pourInCup();
        addLemon();
    }


    /**
     * 煮开水
     */
    public void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }


    /**
     * 放茶叶
     */
    public void brewTea() {
        System.out.println("Brewing tea");
    }

    /**
     * 放进杯子里
     */
    public void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    /**
     * 添加柠檬
     */
    public void addLemon() {
        System.out.println("Adding lemon");
    }


}

3.调用方法


/**
 * 面向对象模式,调用对象内提供的方法
 */
public class MainTest {


    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new Coffee();
        Tea tea = new Tea();

        coffee.prepareRecipe();
        tea.prepareRecipe();
    }

}

三、模板模式

  • 泡咖啡和泡茶的方法步骤都是固定的,只是用到的材料不同,因此可以将泡饮料的方式定义成一个固定的模板

    • 1.水烧开
    • 2.冲泡饮料
    • 3.把饮料倒入杯子
    • 4.添加附属配料
  • 模板模式即对固定流程模式的操作进行模板化,实现固定的内部方法,抽象出具体的方法,并且可以设置动态的条件

    • AbstractClass
    • AbstractMethod
    • ConcreteClass
    • Hook

1.定义模板方法


/**
 * 模板模式,制定操作流程,定义抽象方法和具体实现的方法
 */
public abstract class HotDrink {

    public final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        if (addCondimentsHook()) {
            addCondiments();
        }
    }

    /**
     * 煮开水是通用的固定方法
     */
    public final void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    /**
     * 添加原材料是抽象的实现的方法
     */
    public abstract void brew();


    /**
     * 放进杯子里是通用的固定方法
     */
    public final void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }


    /**
     * 添加配料是抽象的需要实现的方法
     */
    public abstract void addCondiments();

    /**
     * 动态变换的条件
     */
    public boolean addCondimentsHook() {
        return true;
    }

}

2.继承模板类,重写具体的自定义方法


/**
 * 模板模式,咖啡对象,集成模板方法,实现具体方法
 */
public class Coffee extends HotDrink {

    @Override
    public void brew() {
        System.out.println("Brewing coffee");
    }

    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("Adding sugar or milk");
    }

}


/**
 * 模板模式,泡茶对象,集成父类的必须方法,自定义实现具体方法
 */
public class Tea extends HotDrink {

    @Override
    public void brew() {
        System.out.println("Brewing tea");
    }

    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("Adding lemon");
    }

    /**
     * 自定义的条件,是否需要添加辅料
     * @return boolean
     */
    @Override
    public boolean addCondimentsHook() {
        return false;
    }
}

3.具体调用


/**
 * 模板模式,抽象类制定模板流程,定义抽象方法和具体方法
 */
public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        HotDrink coffee = new Coffee();
        HotDrink tea = new Tea();

        coffee.prepareRecipe();
        tea.prepareRecipe();
    }

}

模板方法模式通过把不变的行为搬移到超类,去除了子类中的重复代码。子类实现算法的某些细节,有助于算法的扩展。通过一个父类调用子类实现的操作,通过子类扩展增加新的行为,符合“开放-封闭原则”。

三、好莱坞原则

好莱坞原则:不要给我们打电话,我们会给你打电话

  • 高层无需知道调用底层的细节,解耦
  • 降低业务和框架的耦合
  • 业务组件可复用,可插拔

四、总结

  1. 具体细节步骤实现定义在子类中,子类定义详细处理算法是不会改变算法整体结构。

  2. 代码复用的基本技术,在数据库设计中尤为重要。

  3. 存在一种反向的控制结构,通过一个父类调用其子类的操作,通过子类对父类进行扩展增加新的行为,符合“开闭原则”。


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