设计模式系列之Template Method(模板方法模式)
在面向对象设计中,无非就是封装,继承之类的运用,而设计出可扩展性好,代码冗余少,可重用性高的程序也是衡量面向对象开发的一个标准。面向对象使用相当灵活,虽然核心特征只有封装,继承,多态,但是通过对它们的灵活配合和使用变化出了各种设计模式。可以说,设计模式是对面向对象的一些经验总结,今天将看到其中的一个,Template Method(模板方法模式)。
Template Method(模板方法模式)
可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 (摘自:《设计模式:可复用面向对象软件的基础》)
那么如何来理解上述的定义呢?可以这样想,模板方法,说到底也是一个方法,而它的作用正如其名--模板。在这个模板里面,定义了一系列连续的动作。这样,当调用这个模板方法后,其内部的方法将被按照顺序调用。但是,仅此而已的话,只是对一系列方法进行了封装,根本没有体现面向对象,其关键在定义的后半句,将一些步骤延迟到子类中。模板方法为了减少代码冗余,将子类中相同的操作提取出来,放到抽象父类中,这些方法我们叫做具体方法(Concrete Method),而如果是不同的操作的话,就在抽象类中定义它们的抽象方法(Abstract Method),把具体的实现延迟到子类中去。除此之外,在抽象父类中还有一类方法,这类方法在需要的时候,可以在子类中实现它们,与抽象方法不同的是在子类中比较自由,没有强制性要求实现,此类方法叫做钩子方法(HookMethod),为了区别抽象方法,在定义时一般以Do开头,例如DoCloseDocument();上述三类方法都将被放到模板方法中(Template Method)。这样,在客户端中,我们调用模板方法,模板方法调用将是不变的,因为在模板方法中的算法结构是固定不变的,但是可以通过实现不同的子类方法,重定义算法的某些特定步骤。
上述描述的有点多,看着晕了,还是以一个简单的例子再来理解下:
如何把大象放进冰箱
记得这是赵本山很久以前的一个小品《钟点工》里的一个例子,虽然当年这个节目的时候,我年纪还很小,但是竟然还印象深刻。这里,就用这个例子来演示模板方法模式。
一、分析此过程
通过此例子,我们知道,把大象放进冰箱,需要三步(不考虑冰箱中是否有长颈鹿或者冰箱已经满了,我们忽略这些):
1.打开冰箱
2.把大象放进去
3.关上冰箱
二、抽象出更抽象的过程
可以放大象,当然可以放其它东西,比如放小鸡,放长颈鹿等等,所有的这些东西我们就叫东西,这话听怎么这么奇怪,那就书面化点,所有的这些东西我们叫做对象。
这样,抽象出的一个基类可以叫做:Abstract class PutSomethingIntoFridge{}
然后,在基类中我们把东西放进冰箱的一系列算法步骤写入Put()的模板方法中。
然后....此处省略100个字,具体看下文代码
三、继承父类,实现各种东西放进冰箱
设计完成后,整个结构如下图所示:
示例代码:
namespace PatternDemo
{
abstract class PutSomethingIntoFridge
{
//模板方法
public void Put()
{
//具体方法
OpenFridge();
//Hook方法,扩大冰箱容量
DoEnlargeCapacity();
//抽象方法
PutInto();
//具体方法
CloseFridge();
}
//具体方法,无需在子类中重新实现
protected void OpenFridge()
{
Console.WriteLine("打开冰箱");
}
//具体方法,无需在子类中重新实现
protected void CloseFridge()
{
Console.WriteLine("关上冰箱");
}
//抽象方法,在子类中强制实现
abstract protected void PutInto();
//Hook方法,扩大冰箱容量,此方法在子类中可选择实现。换句话说,只有在必要的时候才重写实现它
virtual protected void DoEnlargeCapacity(){}
}
}
PutChickenIntoFridge.cs
namespace PatternDemo
{
class PutChickenIntoFridge : PutSomethingIntoFridge
{
//普通冰箱能放下一只鸡,当然是在冰箱没有满的情况下,所以只要实现具体放的东西方法就行
protected override void PutInto()
{
Console.WriteLine("把鸡放进冰箱");
}
}
}
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
namespace PatternDemo
{
class PutElephantIntoFridge : PutSomethingIntoFridge
{
//由于大象太大,普通冰箱无法放进去,需要扩大冰箱容量,所以实现DoEnlargeCapacity方法
protected override void DoEnlargeCapacity()
{
Console.WriteLine("扩大冰箱容量10000倍");
}
protected override void PutInto()
{
Console.WriteLine("把大象放进冰箱");
}
}
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
class Client
{
static void Main(string[] args)
{
PutSomethingIntoFridge putchicken = new PutChickenIntoFridge();
putchicken.Put();
PutSomethingIntoFridge putelephant = new PutElephantIntoFridge();
putelephant.Put();
}
}
对与Template Method(模板方法)的一些总结
模板方法是一种代码复用的基本技术,它们在类库中尤为重要,它们提取了类库中的公共行为。
模板方法的适用情况:
需要注意的地方:
1.为了保证模板方法中调用的各种原语操作(抽象方法,具体方法,Hook方法)只能被模板方法调用,访问权限应为protected。
2.尽量减少原语操作。以防客户端代码冗长。
3.避免乱用模板方法,导致子类泛滥,应根据具体情况适时的使用。
参考资料
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