设计模式之模板方法——抽象、复用与扩展的精髓

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2024-01-31 08:58:00

模板方法：精妙的抽象、复用和扩展

什么是模板方法模式？

想象一下你在建造一座房子。有许多步骤是任何房子都需要的，比如打地基、建造框架和安装屋顶。但每座房子也有一些独特的特点，比如不同的房间布局、窗户风格和屋顶形状。

模板方法模式就是一种设计模式，它允许你定义算法的骨架，同时让子类实现算法的具体细节。这就像建造房子的计划。计划规定了建造步骤的顺序，但具体材料和设计由建筑商决定。

模板方法模式的好处

这种模式有许多好处，包括：

代码复用： 共享通用步骤，避免冗余代码。
算法扩展： 通过创建新的子类轻松扩展算法，而无需修改抽象类。
抽象与实现分离： 将算法的骨架与实现分开，提高灵活性和可维护性。

如何使用模板方法模式？

使用模板方法模式需要定义以下类：

抽象类： 定义算法的骨架，包括通用步骤。
子类： 实现算法的具体细节，覆盖抽象类中的方法。

钩子方法

钩子方法是抽象类中定义的可选方法。子类可以覆盖这些方法，以在算法的特定点执行自定义行为。

代码示例

以下是一个 Java 代码示例，展示如何使用模板方法模式计算不同形状的面积：

abstract class Shape {
    // 模板方法
    public double getArea() {
        return calculateArea();
    }

    // 钩子方法
    protected abstract double calculateArea();
}

class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    protected double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    protected double calculateArea() {
        return width * height;
    }
}