软件体系结构-模板方法模式

定义

定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式使得子类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。

UML类图

两个部分：

  • 抽象类（定义了算法框架）
  • 具体子类（具体算法实现）

由于模板方法是具体方法，因此模板方法模式中的抽象层只能是抽象类，而不是接口。

钩子方法：由一个抽象类或具体类声明并实现，其子类可能会加以扩展。通常父类中给出的是空实现，通过重写钩子方法，子类可以反向控制父类的行为。另一种钩子方法则是返回boolean值来控制父类的某些代码是否执行

代码

抽象类

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
public abstract class AbstractClass{
	public void templateMethod(){
		primitiveOperation1();
		primitiveOperation2();
		primitiveOperation3();
    }
    
	public void primitiveOperation1(){ 
        实现代码
    }
    
	public abstract void primitiveOperation2();

    public void primitiveOperation3(){}
}

具体类

1
2
3
4
5
6
public class ConcreteClass extends AbstractClass {
	@Override
    public void primitiveOperation2{
        具体代码
    }
}

优点

  • 在父类中形式化地定义一个算法，而由它的子类来实现细节的处理，在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序
  • 提取了类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类来实现不同的行为
  • 可实现一种反向控制结构，通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行
  • 更换和增加新的子类很方便，符合单一职责原则和开闭原则

缺点

  • 需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类，如果父类中可变的基本方法太多，将会导致类的个数增加，系统会更加庞大，设计也更加抽象（可结合桥接模式）

适用

  • 一次性实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类来实现
  • 各子类中公共的行为应被提取出来，并集中到一个公共父类中，以避免代码重复
  • 需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行，实现子类对父类的反向控制