模板方法模式：设计模式的魅力与实战

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2023-12-26 16:55:23

模板方法模式：设计模式的魅力与实战

在软件开发的浩瀚世界中，设计模式犹如灯塔，指引着我们穿越复杂性和混乱。它们为解决常见编程难题提供了久经考验的解决方案，使我们的代码更灵活、可维护和可扩展。

其中，模板方法模式脱颖而出，以其创建可重用的算法骨架的能力而闻名。它允许子类定义算法的特定步骤，同时保持算法的整体结构不变。这使得我们在处理不同的任务时可以轻松地复用代码。

模板方法模式的精髓

模板方法模式的核心思想在于将算法的通用部分提取到一个抽象类中，称为模板类。这个模板类定义了算法的骨架，包括算法的步骤和顺序。

子类继承模板类并实现算法的特定步骤。通过这种方式，子类可以根据需要定制算法的行为，而无需修改算法的整体结构。

代码示例：现实世界的应用

为了更好地理解模板方法模式，让我们来看一个现实世界的示例。假设我们要开发一个电子商务网站，需要为不同类型的产品计算运费。

我们可以使用模板方法模式来定义一个抽象类 ShippingCalculator，它提供运费计算的通用骨架：

abstract class ShippingCalculator {

    public double calculateShippingCost(Product product) {
        // 算法骨架
        double baseCost = calculateBaseCost(product);
        double weightCost = calculateWeightCost(product);
        double distanceCost = calculateDistanceCost(product);

        return baseCost + weightCost + distanceCost;
    }

    // 子类实现的特定步骤
    protected abstract double calculateBaseCost(Product product);

    protected abstract double calculateWeightCost(Product product);

    protected abstract double calculateDistanceCost(Product product);
}

现在，我们可以为不同类型的产品创建子类，例如 DomesticShippingCalculator 和 InternationalShippingCalculator，并实现算法的特定步骤：

class DomesticShippingCalculator extends ShippingCalculator {

    @Override
    protected double calculateBaseCost(Product product) {
        // 国内运费的基准成本
        return 5.0;
    }

    @Override
    protected double calculateWeightCost(Product product) {
        // 根据重量计算国内运费
        return product.getWeight() * 0.5;
    }

    @Override
    protected double calculateDistanceCost(Product product) {
        // 国内运费与距离无关
        return 0.0;
    }
}

class InternationalShippingCalculator extends ShippingCalculator {

    @Override
    protected double calculateBaseCost(Product product) {
        // 国际运费的基准成本
        return 10.0;
    }

    @Override
    protected double calculateWeightCost(Product product) {
        // 根据重量计算国际运费
        return product.getWeight() * 1.0;
    }

    @Override
    protected double calculateDistanceCost(Product product) {
        // 根据距离计算国际运费
        return product.getDistance() * 0.2;
    }
}