目錄

一、模板方法模式

1、結構

2、特性

3、優缺點

3.1、優點

3.2、缺點

4、使用場景

5、實現示例

5.1、抽象類

5.2、實現類

5.3、測試類

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一、模板方法模式

模板方法模式（Template Method Pattern）是一種行為設計模式，它在一個方法中定義了一個算法的骨架，而將一些步驟的實現延遲到子類中。

通過這種方式，模板方法模式可以將步驟的執行順序控制在父類中，同時允許子類覆蓋特定步驟的實現以滿足具體需要。

1、結構

模板方法模式包含以下主要角色：

1. 抽象類(Abstract Class)

   • 定義抽象的基本操作，子類將重定義它們以實現算法的特定步驟

   • 實現一個模板方法，定義算法的骨架

2. 具體類(Concrete Class)

   • 實現基本操作以完成算法中與特定子類相關的步驟

2、特性

? ? 固定算法結構：模板方法通過定義算法的骨架，確保算法的固定執行順序。
? ? 可擴展步驟：子類可以覆蓋父類中定義的抽象方法，從而擴展或修改某些步驟，而不影響整體算法的結構。
? ? 不可變模板方法：模板方法通常使用 final 修飾，這樣子類就不能重寫這個方法，從而保證了算法骨架的穩定性。

3、優缺點

3.1、優點

? ? 代碼復用：通過在抽象類中定義公用的算法結構，可以減少代碼重復，提高代碼復用性。
? ? 靈活性和可擴展性：子類可以根據具體需求覆蓋抽象方法，從而實現不同的具體行為，這提高了系統的靈活性和可擴展性。
? ? 控制反轉：模板方法模式實現了一種變相的控制反轉，由父類調用子類實現的具體方法，減少了子類對父類的依賴。

3.2、缺點

? ? 過度設計：如果算法步驟很簡單或變化不大，使用模板方法模式可能導致過度設計，引入不必要的復雜性。
? ? 實現不直觀：模板方法模式涉及繼承和多態，對某些人來說可能不是特別直觀，需要詳細文檔說明才能正確理解和使用。

4、使用場景

1. 一次性實現算法的不變部分，將可變部分留給子類實現

2. 各子類中公共的行為應被提取出來集中到公共父類中

3. 控制子類擴展，只允許在特定點進行擴展

5、實現示例

5.1、抽象類
?

/*** 抽象類 - 飲料制作模板* 定義了制作飲料的算法骨架*/
public abstract class BeverageTemplate {// 模板方法 - 定義制作飲料的步驟（算法骨架）public final void prepareBeverage() {boilWater();brew();pourInCup();if (customerWantsCondiments()) {addCondiments();}}// 具體方法 - 燒水（所有飲料都一樣）private void boilWater() {System.out.println("燒開水");}// 具體方法 - 倒入杯子（所有飲料都一樣）private void pourInCup() {System.out.println("將飲料倒入杯子");}// 抽象方法 - 沖泡（由子類實現）protected abstract void brew();// 抽象方法 - 添加調料（由子類實現）protected abstract void addCondiments();// 鉤子方法 - 顧客是否要加調料（默認返回true，子類可覆蓋）protected boolean customerWantsCondiments() {return true;}
}

5.2、實現類

具體子類 - 咖啡

/*** 具體子類 - 咖啡*/
public class Coffee extends BeverageTemplate {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("沖泡咖啡粉");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加入糖和牛奶");}// 覆蓋鉤子方法 - 詢問用戶是否要加調料@Overrideprotected boolean customerWantsCondiments() {String answer = getUserInput();return answer.toLowerCase().startsWith("y");}}

具體子類 - 茶

/*** 具體子類 - 茶*/
public class Tea extends BeverageTemplate {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("浸泡茶葉");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加入檸檬");}// 覆蓋鉤子方法 - 茶默認不加調料@Overrideprotected boolean customerWantsCondiments() {return false;}
}

5.3、測試類

public class BeverageTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("======= 制作咖啡 =======");BeverageTemplate coffee = new Coffee();coffee.prepareBeverage();System.out.println("\n======= 制作茶 =======");BeverageTemplate tea = new Tea();tea.prepareBeverage();}
}

結果：

======= 制作咖啡 =======
燒開水
沖泡咖啡粉
將飲料倒入杯子
您的咖啡要加糖和牛奶嗎 (y/n)? y
加入糖和牛奶======= 制作茶 =======
燒開水
浸泡茶葉
將飲料倒入杯子