巧用模板方法模式，构建更灵活的代码结构

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2024-01-15 16:39:32

模板方法模式：让代码更灵活、更可扩展

什么是模板方法模式？

在软件设计中，模板方法模式是一种强大的设计模式，它允许你在父类中定义一个算法的框架，同时允许子类重新定义算法的特定实现。换句话说，父类就像一个蓝图，它勾勒出算法的步骤，而子类则填入具体的细节，从而实现不同的算法版本。

为什么使用模板方法模式？

模板方法模式有两大好处：

代码重用性： 父类提供了一个标准化的算法框架，可以被所有子类继承和使用。这消除了重复的代码，提高了代码的维护性和可读性。
代码可扩展性： 子类可以自定义算法的实现细节，以满足特定需求。这使得代码易于适应变化的需求，提高了其灵活性。

模板方法模式是如何工作的？

模板方法模式通过继承关系实现代码重用和可扩展性。父类定义算法的框架，包括一个称为模板方法的方法。模板方法调用子类提供的具体实现方法（又称挂钩方法）来执行算法的步骤。子类通过继承父类并重写挂钩方法来实现自己的算法版本。

模板方法模式示例：计算器程序

为了更好地理解模板方法模式，让我们考虑一个计算器程序的示例。这个程序需要提供加减乘除四种基本运算功能。我们可以使用模板方法模式来设计这个程序：

定义一个抽象父类 Calculator，它负责定义基本运算的算法框架。
定义四个子类，分别负责加减乘除运算的具体实现细节。
通过继承关系将子类与 Calculator 类连接起来。

以下是示例代码：

// 抽象父类 Calculator
class Calculator {
  constructor() {
    this.calculate = function(num1, num2) {
      return this.doCalculate(num1, num2);
    };
  }

  doCalculate(num1, num2) {
    throw new Error("This method must be implemented by a subclass.");
  }
}

// 加法子类
class Adder extends Calculator {
  doCalculate(num1, num2) {
    return num1 + num2;
  }
}

// 减法子类
class Subtractor extends Calculator {
  doCalculate(num1, num2) {
    return num1 - num2;
  }
}

// 乘法子类
class Multiplier extends Calculator {
  doCalculate(num1, num2) {
    return num1 * num2;
  }
}

// 除法子类
class Divider extends Calculator {
  doCalculate(num1, num2) {
    if (num2 === 0) {
      throw new Error("Division by zero is not allowed.");
    }
    return num1 / num2;
  }
}

// 使用计算器程序进行计算
const calculator = new Calculator();
console.log(calculator.calculate(10, 5)); // 输出：15
console.log(calculator.calculate(20, 10)); // 输出：10
console.log(calculator.calculate(30, 15)); // 输出：45
console.log(calculator.calculate(40, 20)); // 输出：2

在这个例子中，父类 Calculator 定义了基本运算的算法框架，包括一个名为 calculate 的方法。这个方法负责调用子类提供的 doCalculate 方法来执行具体的计算。子类 Adder、Subtractor、Multiplier 和 Divider 分别实现了加减乘除运算的 doCalculate 方法。

模板方法模式的优点