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纵然缓慢,驰而不息。

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设计模式【13】-- 模板模式怎么弄?

秦怀杂货店
2022-02-10 / 1 评论 / 0 点赞 / 480 阅读 / 3,561 字
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本文最后更新于 2022-02-10,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

设计模式

开局还是那种图,各位客官往下看...

张无忌学太极拳,忘记了所有招式,打倒了"玄冥二老",所谓"心中无招"。设计模式可谓招数,如果先学通了各种模式,又忘掉了所有模式而随心所欲,可谓OO之最高境界。

模板模式是什么?

模板模式,同样是一种行为型模式,也就是关于对象做什么或者怎么做的设计模式。模板模式的本质需要定义操作中的算法的框架,但是有一些步骤,又不需要具体的实现,而是不同的子类各自实现。子类不能修改流程框架,但是部分的步骤可以做定制化的实现。

主要要解决一个问题:一些通用的方法,但是每一个子类却都重新写,冗余。

比如说,做菜的步骤一般是:洗锅 --> 炒菜 --> 洗碗 ,不同的菜,只是炒菜这一个步骤具体细节是不同的,但是其他步骤确实几乎一模一样的,这样其实整体框架,以及重复的步骤,我们可以抽象到模板中,而不同的细节方法可以开放给每一种菜(具体实现)去定制。

又比如造房子的时候,很多地方的建造都是一样的:地基,墙壁,水管等等,但是不同的房子里面的内部的设计又有所不同。

不使用模板模式

就挑个简单的例子“炒菜”,如果不使用模板模式的话,糖醋鲤鱼:


public class SweetAndSourCarp {

    public void cookFood(){
        washPan();
        cook();
        eat();
        washDishes();
        System.out.println("");
    }

    private void washPan(){
        System.out.print("洗锅 --> ");
    }

    private void cook(){
        System.out.print("煮糖醋鲤鱼 --> ");
    }

    private void eat(){
        System.out.print("吃饭 --> ");
    }

    private void washDishes(){
        System.out.print("洗碗 --> ");
    }
}

再弄一个农家小炒肉,需要写很多相同的方法:

public class ShreddedPorkWithVegetables {

    public void cookFood(){
        washPan();
        cook();
        eat();
        washDishes();
        System.out.println("");
    }

    private void washPan(){
        System.out.print("洗锅 --> ");
    }

    private void cook(){
        System.out.print("炒农家小炒肉 --> ");
    }

    private void eat(){
        System.out.print("吃饭 --> ");
    }

    private void washDishes(){
        System.out.print("洗碗 --> ");
    }
}

测试类如下:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SweetAndSourCarp sweetAndSourCarp = new SweetAndSourCarp();
        sweetAndSourCarp.cookFood();

        ShreddedPorkWithVegetables shreddedPorkWithVegetables = new ShreddedPorkWithVegetables();
        shreddedPorkWithVegetables.cookFood();
    }
}

测试结果:

洗锅 --> 煮糖醋鲤鱼 --> 吃饭 --> 洗碗 --> 
洗锅 --> 炒农家小炒肉 --> 吃饭 --> 洗碗 --> 

可以看到,整体流程是一样的,有些步骤一样,有些步骤不一样,但是不使用模板模式,需要每个类都重写一遍方法,即使是通用方法,整个流程都需要自己写一遍。

使用模板模式优化

如果使用模板模式,那么我们会抽象出一个抽象类,定义整体的流程,已经固定的步骤,开放需要定制的方法,让具体的实现类按照自己的需求来定制。

定义的抽象类:

public abstract class CookFood {
    public final void cookFood() {
        washPan();
        cook();
        eat();
        washDishes();
        System.out.println("");
    }

    private final void washPan() {
        System.out.print("洗锅 --> ");
    }

    public abstract void cook();

    private final void eat() {
        System.out.print("吃饭 --> ");
    }

    private final void washDishes() {
        System.out.print("洗碗 --> ");
    }
}

具体的实现类糖醋鲤鱼:

public class SweetAndSourCarp extends CookFood {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.print("煮糖醋鲤鱼 --> ");
    }
}

农家小炒肉:

public class ShreddedPorkWithVegetables extends CookFood {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.print("炒农家小炒肉 --> ");
    }
}

测试类与前面的一样,测试结果也一样,这里不再重复。

上面的方法中,其实我们只开放了cook()方法,这就是钩子方法

在模板方法模式的父类中,我们可以定义一个方法,它默认不做任何事,子类可以视情况要不要覆盖它,该方法称为 ”钩子方法”

钩子方法是开放的,可以由子类随意覆盖,但是像上面的其他方法,我们不希望子类重写或者覆盖它,就可以用 final 关键字,防止子类重写模板方法。

模板模式的应用

其实在 JDKThread 实现中,就是使用了模板模式,我们知道创建线程有两个方式:

  • 创建 Thread
  • 实现 runnable 接口

我们实现的一般是 run() 方法, 但是调用的却是 start() 方法来启动线程,这个原因就是 start() 方法里面帮我们调用了run()方法, run()方法是开发的方法,我们可以覆盖重写它。

Start0()是一个native方法,是由 c 语言去实现的,在调用的时候,真正调用了我们的 run() 方法,如果需要跟踪这个方法需要到 HotSpot底层去。这里介绍的目的是让大家了解,它同样是使用了模板模式。

    private native void start0();

了解 native 关键字可以参考:http://aphysia.cn/archives/native

模板模式的优缺点

模板模式的优点:

  • 1、封装固定的部分,拓展需要定制修改的部分,符合开闭原则。
  • 2、公共的代码在父类中,容易维护。
  • 3、整个流程由父类把握,调整比较方便。

缺点:

  • 1、子类可能会很多,系统复杂度上升。
  • 2、子类只有一小部分实现,了解全部方法则需要在父类中阅读,影响代码阅读。

总结:代码该隐藏的复杂细节隐藏起来,开放定制化部分,优雅!

设计模式系列:

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,个人网站:http://aphysia.cn,技术之路不在一时,山高水长,纵使缓慢,驰而不息。

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