设计模式 - 模板方法模式

合集 - DesignPatterns(24)

1.设计模式 - 工厂模式01-032.设计模式 - 抽象工厂模式01-033.设计模式 - 单例模式01-034.设计模式 - 建造者模式01-035.设计模式 - 原型模式01-036.设计模式 - 适配器模式01-037.设计模式 - 桥接模式01-038.设计模式 - 组合模式01-039.设计模式 - 装饰模式01-0310.设计模式 - 外观模式01-0311.设计模式 - 享元模式01-0312.设计模式 - 代理模式01-0313.设计模式 - 责任链模式01-0314.设计模式 - 命令模式01-0315.设计模式 - 解释器模式01-0316.设计模式 - 迭代器模式01-0317.设计模式 - 中介者模式01-0318.设计模式 - 备忘录模式01-0319.设计模式 - 观察者模式01-0320.设计模式 - 状态模式01-0321.设计模式 - 策略模式01-03

22.设计模式 - 模板方法模式01-03

23.设计模式 - 访问者模式01-0324.设计模式合集01-03

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概述

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了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，重新定义算法中的某些步骤。通过使用模板方法模式，可以提高代码的复用性和灵活性。

结构

模板方法模式包含以下几个角色：

1. 抽象类（AbstractClass）：定义了算法的骨架，并包含一个模板方法，该方法定义了算法的步骤。
2. 具体类（ConcreteClass）：实现抽象类中的抽象方法，以完成算法中的具体步骤。

示例代码

假设我们有一个应用程序需要制作不同类型的饮料（如茶和咖啡）。
代码地址

抽象类

public abstract class Beverage
{
    // 模板方法
    public void PrepareRecipe()
    {
        BoilWater();
        Brew();
        PourInCup();
        AddCondiments();
    }

    protected void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("Boiling water");
    }

    protected abstract void Brew();

    protected void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("Pouring into cup");
    }

    protected abstract void AddCondiments();
}

具体类

public class Tea : Beverage
{
    protected override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("Steeping the tea");
    }

    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("Adding lemon");
    }
}

public class Coffee : Beverage
{
    protected override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("Dripping coffee through filter");
    }

    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("Adding sugar and milk");
    }
}

客户端代码

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Beverage tea = new Tea();
        tea.PrepareRecipe();

        Console.WriteLine();

        Beverage coffee = new Coffee();
        coffee.PrepareRecipe();
    }
}

应用场景

模板方法模式适用于以下场景：

1. 算法步骤固定：当一个算法的整体步骤是固定的，但某些具体步骤可以由子类实现时，可以使用模板方法模式。
2. 代码复用：当多个子类有相同的行为逻辑，但在某些步骤上有所不同时，可以使用模板方法模式来提高代码的复用性。
3. 控制子类扩展：当需要对子类的扩展进行控制，但又不希望影响算法的整体结构时，可以使用模板方法模式。

优缺点

优点

• 提高代码复用性：模板方法模式通过将算法的公共部分提取到抽象类中，提高了代码的复用性。
• 灵活性高：模板方法模式允许子类在不改变算法整体结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。
• 符合开闭原则：模板方法模式使得算法的结构可以在不修改现有代码的情况下进行扩展，符合开闭原则。

缺点

• 增加代码复杂性：模板方法模式引入了抽象类和具体类，可能会增加系统的代码复杂性。
• 子类实现难度大：子类需要实现抽象类中的抽象方法，可能会增加子类的实现难度。