Java设计模式——模板设计模式

模板设计模式

1.模板模式简介

模板模式（Template ）：模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。

2.模板模式的结构

模式中的角色：

抽象类（AbstractClass）：实现了模板方法，定义了算法的骨架。

具体类（ConcreteClass)：实现抽象类中的抽象方法，已完成完整的算法。

3.通用代码如下

抽象模板类：

public abstract class AbstractClass {
     //基本方法
     protected abstract void doSomething();
     //基本方法
     protected abstract void doAnything();
     //模板方法
     public void templateMethod(){
             /*

调用基本方法，完成相关的逻辑

            this.doAnything();
            this.doSomething();
    }
}

具体模板类：

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
     //实现基本方法
     protected void doAnything() {
             //业务逻辑处理
     }
     protected void doSomething() {
             //业务逻辑处理
     }
}
public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {     //实现基本方法
     protected void doAnything() {
             //业务逻辑处理
     }
     protected void doSomething() {
             //业务逻辑处理
     }
}

场景类：

public class Client {
     public static void main(String[] args) {
             AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
             AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();               
             //调用模板方法
             class1.templateMethod();
             class2.templateMethod();
     }

4.案例讲解

需求

• 有多个类，完成不同的job

• 要求能够得到各自的完成时间

1.）传统方式实现

代码

package Abstract;

public class AbstractExercise {
    public static void main(String[] args) {
        AA aa = new AA();
        aa.calcTime();

        BB bb = new BB();
        bb.calcTime();
    }
}
class AA {
    // 计算任务1
    // 1 + 2 + ...+ 100000
    public void calcTime() {
        //得到开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        job(); // 计算执行任务的时间
        // 得到结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("AA 执行的时间 " + (end - start) + "毫秒");
    }

    long sum = 0;
    public void job(){
        for (int i = 1; i <= 100000; i++) {
            sum += i;
        }
    }
}

class BB {
    // 计算任务2
    // 1*1 + 2*2 +... 10000*10000
    public void calcTime() {
        //得到开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        job(); // 计算执行任务的时间
        // 得到结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("BB 执行的时间 " + (end - start) + "毫秒");
    }
    long sum = 0;
    public void job(){
        for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
            sum += i * i;
        }
    }
}
// CC类 DD类.......

对于不同的任务它们有自己各自的执行方式，我们需要做的是统计它们各自执行完任务所花费的时间。我们通过观察发现计算时间的方法被重复的使用，方法是一样的方法只是各个任务执行的细节不同罢了，如果有CC类 、DD类.......的不同任务job()——因此我们可以将其设置为抽象方法！，那么计算时间的方法calcTime()要在每一个类中使用！这样代码就大量的重复了，不利于修改与维护！——因此我们可以将其设置为模板方法！

2.）模板设计模式实现

抽象模板类（AbstractClass）

package Abstract;

public abstract class Tempalte { //父类——模板类
    public abstract void job();// 抽象方法
	
	// 模板方法
    public void calcTime() { // 实现方法，调用job()方法
        //得到开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        job(); // 计算执行任务的时间————动态绑定机制
        // 得到结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("任务执行的时间 " + (end - start) + "毫秒");
    }
}

具体模板类（ConcreteClass)

package Abstract;

public class AA extends Tempalte{
    // 计算任务1
    // 1 + 2 + ...+ 100000
    long sum = 0;
    @Override
    public void job(){
        for (int i = 1; i <= 100000; i++) {
            sum += i;
        }
    }
}

package Abstract;

public class BB extends Tempalte{
    // 计算任务2
    // 1*1 + 2*2 +... 10000*10000
    long sum = 0;
    @Override
    public void job(){
        for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
            sum += i * i;
        }
    }
}

 测试类（ConcreteClass)

package Abstract;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Tempalte aa = new AA();
        aa.calcTime(); // 动态绑定机制，对多态的理解
        Tempalte bb = new BB();
        bb.calcTime();
    }
}

5.模式模式优缺点：

1.）优点

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”。

2.）缺点

每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数的增加，设计更加抽象。

3.）适用场景

在某些类的算法中，用了相同的方法，造成代码的重复。控制子类扩展，子类必须遵守算法规则。

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