设计模式-模板模式

发布于 2021-04-05 21:41

“ 设计模式详解。”

《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即《设计模式》一书），由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 合著（Addison-Wesley，1995）。这几位作者常被称为"四人组（Gang of Four）"。
设计模式不是一种规定，也不需要为了设计模式而设计，错误的应用设计模式反而会让代码变得复杂，难以维护。相反，正确的应用设计模式，可以让我们的代码更加健壮，扩展性更好，逻辑也更加清晰。
设计模式一书针对不同的应用场景，列出了各自的最佳实践。随着技术的不断发展，可能一些范例已经不再适用，但是这本书带给我们思想上的指引，意义是非常重大的。设计模式一书，根据应用场景，大致分为建造型、结构型、行为型，总共23种，并提出了6大原则。
本文开始，试着详细介绍每种设计模式，有解释不到位，理解存在偏差的地方，请提出宝贵意见。
行为型-模板模式

模板模式 Template，属于行为型中的一种。最直白的解释就是，定义一个顶级的逻辑骨架，封装不变的过程，可变部分由子类自己实现，使代码更容易维护，不需要写重复的过程。
应用场景：定义一系列标准的操作流程，子类可以去实现和重写里面的子方法，流程是在抽象类中定义的。
关键点：定义一个抽象类，设计好整体的流程。
优点：子类可以灵活的重写和扩展框架中的子方法，来实现自己的逻辑。
缺点：由于子类需要实现自己的逻辑，因此会有很多类。
模板方法设计模式是非常常见和容易使用的设计模式，下面使用一个简单的场景来使用一下模版方法模式。场景如下：
制作馒头需要取一定重量的水和面，将水和面和均匀后，放置一段时间，将面分成相等的面团，然后制作成圆形，放到蒸锅中蒸熟。
制作包子需要取一定重量的水和面，将水和面和均匀后，放置一段时间，取一些蔬菜和肉剁成馅，将面分成相等的面团，然后制作成包子形状，放到蒸锅中蒸熟。
分析：
上面的场景非常傻的模拟了两种面食的制作过程，如果我们用代码实现上面两种面食的制作过程，应该如何实现？
经过简单的分析发现：制作馒头和包子都需要水和面，都需要将面分成相等的面团，都需要放入蒸锅中蒸熟。不同的是制作包子还需要使用肉馅。下面我试着用模版模式来实现一下上面的代码：
定一个制作面食的模板类：里面定义了制作面食的一系列方法：
package com.daboluo.template.v1;/** * 抽象的面食制作类 * * @author leishufeng * @version 1.0 */public abstract class AbstractPasta {    private final float water;    private final float flour;    public AbstractPasta(float water, float flour) {        this.water = water;        this.flour = flour;    }    public void doPasta() {        System.out.println("=============开始制作面食！===============");        System.out.println("第一步：");        prepare();        System.out.println("第二步：");        makeNoodles();        System.out.println("第三步：");        cut();        System.out.println("第四步：");        make();        System.out.println("第五步：");        steam();        System.out.println("第六步：");        outOfThePot();        System.out.println("=============面食制作完成！===============");    }    public void prepare() {        System.out.println("加入水：" + water + " ml, 加入面：" + flour + " 两！");    }    public void makeNoodles() {        System.out.println("将水和面和均匀！并放置一段时间！");    }    public void cut() {        System.out.println("将面分成相等的面团！");    }    /**     * 制作面食     */    public abstract void make();    public void steam() {        System.out.println("将面食蒸熟！");    }    public void outOfThePot() {        System.out.println("出锅！");    }}
馒头类：
package com.daboluo.template.v1;/** * 馒头类 * * @author leishufeng * @version 1.0 */public class SteamedBread extends AbstractPasta{    public SteamedBread(float water, float flour) {        super(water, flour);    }    @Override    public void make() {        System.out.println("将面团揉成圆形或者自己喜欢的图形！");    }}

包子类：

package com.daboluo.template.v1;/** * 包子类 * * @author leishufeng * @version 1.0 */public class Bun extends AbstractPasta {    private final float vegetables;    private final float meat;    public Bun(float water, float flour, float vegetables, float meat) {        super(water, flour);        this.vegetables = vegetables;        this.meat = meat;    }    @Override    public void prepare() {        super.prepare();        System.out.println("将蔬菜：" + vegetables + " 斤, 肉：" + meat + " 两！剁成肉馅");    }    @Override    public void make() {        System.out.println("将面团和肉馅包成包子形状！");    }}

测试类：

package com.daboluo.template.v1;/** * 测试类 * * @author leishufeng * @version 1.0 */public class Main {    public static void main(String[] args) {        AbstractPasta steamedBread = new SteamedBread(1,2);        AbstractPasta bun = new Bun(2,3,4,1);        steamedBread.doPasta();        bun.doPasta();    }}

输出结果：

=============开始制作面食！===============第一步：加入水：1.0 ml, 加入面：2.0 两！第二步：将水和面和均匀！并放置一段时间！第三步：面分成相等的面团！第四步：将面团揉成圆形或者自己喜欢的图形！第五步：将面食蒸熟！第六步：出锅！=============面食制作完成！============================开始制作面食！===============第一步：加入水：2.0 ml, 加入面：3.0 两！将蔬菜：4.0 斤, 肉：1.0 两！剁成肉馅第二步：将水和面和均匀！并放置一段时间！第三步：面分成相等的面团！第四步：将面团和肉馅包成包子形状！第五步：将面食蒸熟！第六步：出锅！=============面食制作完成！===============

可以看到，上面的代码可以正确的制作包子和馒头，在我应用抽象类将制作面食的过程封装完毕后，实际的子类只需要将不完全一样或者自己特殊的部分单独实现即可，非常简单清晰。

总结：

模板方法模式是很容易应用，且应用很广泛的设计模式之一，上面用伪代码的形式，模拟实现了一个模版方法，感兴趣的自己应用一下吧。

代码比较粗糙，有问题欢迎指正，共同学习。

设计模式不是为了生搬硬套，应该根据实际情况，灵活的运用，后面会介绍更多的设计模式和设计原则，欢迎大家一起讨论学习。

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