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模板方法模式

心靈之曲

发布： 2024-12-05 16:45:01

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什么是模板方法模式？

模板方法模式在方法中定义算法的骨架，将一些步骤推迟到子类。模板方法可以让子类在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。

什么时候使用它？

当您的类包含类似算法但略有差异时，请使用模板方法模式。

问题

假设我们创建代表动物行为的类。我们的第一个实施版本如下：

模板方法模式

狗和鸟，它们都早上醒来，晚上睡觉，但吃的东西不同。我们的超类 animal 定义了所有动物的通用方法，例如wakeup()和sleep()，但是 dodailyroutine() 方法被声明为抽象方法，我们将其实现委托给子类，因为它对于每个动物都是不同的。

public abstract class animal {

    public string name;

    public animal(string name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void dodailyroutine();

    public void wakeup() {
        system.out.println(name + " wakes up in the morning.");
    }

    public void sleep() {
        system.out.println(name + " sleeps in the night.");
    }
}

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public class bird extends animal {

    public bird(string name) {
        super(name);
    }

    @override
    public void dodailyroutine() {
        wakeup();
        eatfruit();
        sleep();
    }

    public void eatfruit() {
        system.out.println(name + " eats a fruit.");
    }
}

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public class dog extends animal {

    public dog(string name) {
        super(name);
    }

    @override
    public void dodailyroutine() {
        wakeup();
        eatdogfood();
        sleep();
    }

    public void eatdogfood() {
        system.out.println(name + " eats dog food.");
    }
}

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我们遇到的问题是 eatfruit 和 eatdogfood 方法。尽管食物种类不同，但他们做的都是同一件事：吃。只是一个细微的差别，我们需要在子类中一遍又一遍地编写 dodailyroutine 方法。所以我们应该提高抽象级别来消除代码重复。
此外，动物可能有自己的行为。我们将了解如何为额外的行为腾出空间，同时仍然减少代码重复。

解决方案

模板方法模式

动物
我们没有在子类中定义 dodailyroutine，而是在超类 animal 中定义它。所有动物都严格遵守顺序，即起床、吃饭、睡觉。 eat 方法被声明为抽象方法，因为每种动物吃不同的东西。
extrabehavior 的主体是空的，所以它什么也不做。但是，如果某些动物具有独特的行为，我们可以在子类中重写该方法。这种方法在模板方法模式中称为hook。
动物亚类
虽然动物子类不能改变算法结构，但它们可以重写 dodailyroutine() 使用的一些步骤方法。此外，他们可以选择通过重写钩子方法来添加额外的行为。

结构

模板方法模式

java 中的实现

public abstract class animal {

    public string name;

    public animal(string name) {
        this.name = name;
    }

    // templatemethod is final to prevent subclasses changes its structure
    public final void dodailyroutine() {
        wakeup();
        additionalbehavior();
        eat();
        sleep();
    }

    public void wakeup() {
        system.out.println(name + " wakes up in the morning.");
    }

    public abstract void eat();

    public void sleep() {
        system.out.println(name + " sleeps in the night.");
    }

    public void additionalbehavior() {
    }
}

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public class dog extends animal {

    public dog(string name) {
        super(name);
    }

    @override
    public void eat() {
        system.out.println(name + " eats dog food.");
    }

    @override
    public void additionalbehavior() {
        system.out.println(name + " gets cuddled.");
    }
}

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public class bat extends animal {

    public bat(string name) {
        super(name);
    }

    @override
    public void wakeup() {
        system.out.println(name + " wakes up in the night.");
    }

    @override
    public void eat() {
        system.out.println(name + " eats insects.");
    }

    @override
    public void sleep() {
        system.out.println(name + " sleeps in the morning.");
    }
}

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public class animaltestdrive {

    public static void main(string[] args) {
        animal bird = new bird("pigeon");
        animal dog = new dog("golden retriever");
        animal bat = new bat("silver-haired bat");

        bird.dodailyroutine();
        system.out.println();
        dog.dodailyroutine();
        system.out.println();
        bat.dodailyroutine();
    }
}

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输出：

Pigeon wakes up in the morning.
Pigeon sings.
Pigeon eats fruits.
Pigeon sleeps in the night.

Golden retriever wakes up in the morning.
Golden retriever gets cuddled.
Golden retriever eats dog food.
Golden retriever sleeps in the night.

Silver-haired bat wakes up in the night.
Silver-haired bat eats insects.
Silver-haired bat sleeps in the morning.

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