模板方法设计模式

目录

• 背景和价值
  • 概念
    • 模板方法的核心要素
    • 总结
    • 正确使用的步骤
      • 1. 识别固定流程与可变部分
      • 2. 定义抽象类与模板方法
      • 3. 实现子类
      • 4. 调用模板方法
• 参考资料

背景和价值

模板方法是面向对象中的一个行为设计模式，属于经典的设计模式之一。它的核心思想是在父类中定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现，从而让子类在不改变算法结构的情况下重定义某些特定步骤。

概念

钩子机制：
钩子机制（Hook Mechanism）​​ 是一种设计模式，允许在程序的特定位置（“钩子点”）插入自定义逻辑，而无需修改原有代码的结构。它的核心思想是​“预留扩展点”​，让外部代码（子类或第三方模块）能够灵活地“挂钩”到系统的运行流程中，从而实现功能的动态扩展或个性化定制。

模板方法的核心要素

1. 抽象类（Abstract Class）
   • 定义算法的骨架（模板方法）和不可变的具体方法。
   • 声明抽象方法（子类必须实现的关键步骤）和钩子方法（可选的默认实现）。

2. 模板方法（Template Method）
   • 父类中定义的 final 方法，描述算法的整体流程。
   • 调用自身或其他抽象方法/钩子方法。

3. 抽象方法（Abstract Method）
   • 需要子类实现的步骤，没有默认实现。

4. 钩子方法（Hook Method）
   • 父类中提供默认实现的方法，子类可选择覆盖以改变行为。

总结

模板方法模式通过分离不变与可变逻辑，提高了代码复用性和扩展性。正确使用时：

1. 在抽象类中定义算法骨架；
2. 将可变步骤抽象为方法（强制子类实现）；
3. 为可选步骤提供钩子方法（默认实现）；
4. 确保子类遵循父类的约束条件。

正确使用的步骤

1. 识别固定流程与可变部分

• 固定流程：所有子类必须遵循的通用逻辑（如日志记录、事务管理等）。
• 可变部分：不同子类需要自定义的逻辑（如支付渠道差异、业务规则不同）。

2. 定义抽象类与模板方法

public abstract class AbstractClass {
    // 模板方法：固定流程
    public final void templateMethod() {
        step1();          // 固定步骤
        step2WithHook();  // 可变步骤（钩子方法）
        step3();          // 固定步骤
    }

    // 抽象方法：子类必须实现
    protected abstract void step1();

    // 钩子方法：子类可选实现
    protected void step2WithHook() {
        System.out.println("Default implementation of step2");
    }

    // 具体方法：固定逻辑
    private void step3() {
        System.out.println("Fixed step3 logic");
    }
}

3. 实现子类

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void step1() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step1 implementation");
    }

    // 选择覆盖钩子方法
    @Override
    protected void step2WithHook() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Custom step2");
    }
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void step1() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step1 implementation");
    }

    // 使用默认钩子方法
    // （无覆盖，执行父类默认逻辑）
}

4. 调用模板方法

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass instanceA = new ConcreteClassA();
        instanceA.templateMethod();

        AbstractClass instanceB = new ConcreteClassB();
        instanceB.templateMethod();
    }
}

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参考资料