Java设计模式-模板方法模式，揭开构建通用框架的奥秘

2023-10-06 04:59:00

深入解析模板方法模式：设计模式中的重用利器

在软件开发的世界里，设计模式就像乐高积木，可以灵活组合，轻松搭建复杂功能。其中，模板方法模式（Template Method Pattern）作为Java设计模式家族中的一员，凭借其解耦与重用特性备受推崇。本文将带你深入探索模板方法模式，揭开其精妙之处。

什么是模板方法模式？

模板方法模式提供了一个模板，定义了算法或流程的步骤。子类只需实现具体步骤即可，而无需重复通用代码。这种模式将算法的通用部分封装到父类中，而子类只关注其特有的部分，实现了代码的重用和灵活扩展。

模板方法模式的优点

代码复用： 提取通用代码到父类，子类只需实现差异化部分，大大减少代码重复性，提升可维护性。
可扩展性： 将通用的代码和专有代码分离，添加新功能时只需修改子类代码，无需触动父类，增强系统的可扩展性和可维护性。
灵活性： 允许子类根据具体需求自定义特定步骤，提高代码灵活性，应对需求变化游刃有余。

模板方法模式的适用场景

通用算法： 当需要定义算法或流程的通用步骤，而不同子类只需实现其特有的部分时。
扩展性需求： 当系统需要不断扩展，并添加新的功能时。
灵活性需求： 当需要在算法或流程的不同步骤中实现不同的行为时。

模板方法模式的实现方式

定义抽象父类： 定义算法或流程的步骤，并将其标记为abstract，子类必须重写这些抽象方法。
实现通用部分： 在抽象父类中实现通用步骤，这些步骤不依赖于具体子类的实现。
定义子类： 创建子类，并重写抽象父类中声明的抽象方法，实现子类特有的步骤。

模板方法模式实例

以计算数组元素和为例，进一步理解模板方法模式的实现：

abstract class SumArray {
    public int sum(int[] numbers) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            sum += sumElement(numbers[i]);
        }
        return sum;
    }

    protected abstract int sumElement(int element);
}

class SumOddNumbers extends SumArray {
    @Override
    protected int sumElement(int element) {
        if (element % 2 != 0) {
            return element;
        }
        return 0;
    }
}

class SumEvenNumbers extends SumArray {
    @Override
    protected int sumElement(int element) {
        if (element % 2 == 0) {
            return element;
        }
        return 0;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        SumArray sumOddNumbers = new SumOddNumbers();
        System.out.println("Sum of odd numbers: " + sumOddNumbers.sum(numbers));
        SumArray sumEvenNumbers = new SumEvenNumbers();
        System.out.println("Sum of even numbers: " + sumEvenNumbers.sum(numbers));
    }
}