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23种设计模式(三) —— 手写实现 Template Method 模式 (将具体交给子类)

2023-04-18 14:48:21 时间

手写模板方法

Author:Gorit Refer:《图解设计模式》 2021年发表博文: 4/50 原文链接 —— 以及其他系列文章整合 源代码

三、Template Method 模式

类比一下什么是模板,我们小学的时候写的字帖,通过透明纸进行临摹。被临摹的标准文字就是一个模板

3.1 什么是 Template Method 模式

我们本次要实现一个带有模板功能的模式,组成模板的方法被定义在父类中。由于这些方法是抽象方法,所以查看父类的代码是无法知道这些方法最终会如何进行处理的。 实现上述这些抽象方法的是子类,在子类中实现了抽象方法也就决定了具体的处理。不同的子类中实现不同的处理。父类模板被调用程序的行为也会不同 像这样 **在父类定义处理流程的框架,在子类中实现具体的模式处理 **的模式称为: Template Method 模式

3.2 示例程序

示例程序的功能是:一段将字符 和 字符串循环显示 5 次的程序 该程序出现 AbstractDisplay,CharDisplay,StringDisplay,Main这四个类,具体的功能如下

类名

功能

AbstractDisplay

实现了 display() 方法的抽象

CharDisplay

实现了,open(),print(),close() 方法的类

StringDisplay

同上

Main

测试

模板类:Template

package TemplateMethod;

/**
 * 模板类,提供抽象方法,具体实现交给子类
 */
public abstract class AbstractDisplay {
    public abstract void open(); // 交给子类去实现
    public abstract void print(); // 同上
    public abstract void close();
    public final void display() { // 本抽象类实现的 display 方法
        open();
        for (int i=0;i<5;i++) {
            print();
        }
        close(); // 。。 这是 display 方法实现的功能
    }
}

具体类: 打印字符

package TemplateMethod;

/**
 * 子类实现了父类中的方法
 */
public class CharDisplay extends AbstractDisplay{
    private char ch;

    public CharDisplay(char ch) {
        this.ch = ch;
    }

    public void open() {
        System.out.print("<<");
    }

    public void print() {
        System.out.print(ch);
    }

    public void close() {
        System.out.println(">>");
    }
}

打印字符串

package TemplateMethod;

public class StringDisplay extends AbstractDisplay{
    private String string;
    private int width;

    public StringDisplay(String string) {
        this.string = string;
        this.width = string.getBytes().length; // 以字节为单位计算出字符串的长度
    }

    public void open() {
        printLine();
    }

    public void print() {
        System.out.println("|"+string+"|");
    }

    public void close() {
        printLine();
    }

    private void printLine() {
        System.out.print("+");
        for (int i=0;i<width;i++) {
            System.out.print("-");
        }
        System.out.println("+");
    }
}

Main 类

package TemplateMethod;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        CharDisplay cd  = new CharDisplay('H');
        cd.display();

        StringDisplay sd = new StringDisplay("Hello World");
        sd.display();
    }
}

3.3 Template Method 模式中登场的角色

3.3.1 AbstractClass (抽象类)

  • 负责实现模板的方法
  • 声明模板方法中使用到的抽象方法

3.3.2 ConcreteClass (具体类)

  • 实现 AbstractClass 的方法
  • 示例中的:CharDisplay 和 StringDisplay 就是最好的体现

3.4 使用 Template Method 模式的好处?

  1. 父类模板方法中编写了具体的算法
  2. 子类不要重新编写
  3. 父类与子类之间是协同的,父类的源码看不到的话,实现就会非常麻烦
  4. 父类与子类一致性,子类的实例都是保存在父类的变量中,然后调用 display() 方法, 因此父类无论保存哪个子类的实例,程序都可以正常工作。这种替换原则成为 里式替换原则。

3.5 实例

  1. java.io.InputStream 类使用了 Template Method 模式