9 模板方法模式

Posted 2020-08-20 zhixin9001

模板方法模式(Template Mothod)：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

UML类图如下：

要点有两个：原语操作PrimitiveOperation以及钩子Hook()方法。

代码举例

 

 1 public abstract class CaffeineBeverage
 2     {
 3         public void PrepareRecipe()
 4         {
 5             BoilWater();
 6             Brew();
 7             PourInCup();
 8             AddCondiments();
 9             TakeOut();
10         }
11         public void BoilWater()
12         {
13             Console.WriteLine("Boil Water");
14         }
15         public abstract void Brew();
16         public void PourInCup()
17         {
18             Console.WriteLine("Pouring into Cup");
19         }
20         public abstract void AddCondiments();
21         //打包
22         public virtual void TakeOut(){}
23     }
24 
25     class Coffee : CaffeineBeverage
26     {
27         public override void Brew()
28         {
29             Console.WriteLine("Brew Coffee Grinds");
30         }
31 
32         public override void AddCondiments()
33         {
34             Console.WriteLine("Add Sugar and Milk");
35         }
36         public override void TakeOut()
37         {
38             Console.WriteLine("Will you take out? (y/n)");
39             string yn = Console.ReadLine();
40             if (yn == "y") Console.WriteLine("Take out");
41         }
42     }
43 
44     class Tea : CaffeineBeverage
45     {
46         public override void Brew()
47         {
48             Console.WriteLine("Steeping the Tea");
49         }
50 
51         public override void AddCondiments()
52         {
53             Console.WriteLine("Adding Lemon");
54         }
55     }

View Code

 

这里Brew()与AddCondiments()便是两个原语操作，要在子类中重写。因为冲泡茶叶和咖啡都有类似的步骤，煮沸水BoilWater()->冲泡Brew()->倒入杯中PourInCup()->加辅料AddCondiments()，这种不变的步骤便是模板方法定义中所说的“算法步骤”，步骤或算法不能改变，所以PrepareRecipe()方法无法被重写，但在Brew()和AddCondiments()阶段，咖啡和茶叶的具体操作又有不同，比如AddCondiments(),咖啡可能加的是牛奶，而茶叶加的可能是柠檬，所以算法中这两个方法要被具体的子类实现，进行针对性的操作。

另外，这儿还有个比较特殊的Hook钩子，钩子不是抽象方法，而是虚方法，它有自己的实现，但如果子类需要覆盖，也可以重写。这儿的例子中，用是否打包带走来举例，咖啡提供打包的服务，所以就重写了TakeOut()方法，但茶不允许外带，那么就留着父类中的TakeOut()空实现就好了。由此可见，钩子真是一个形象的名称。

那么，在模板方法模式中，如果算法的一个步骤必须被子类亲自实现，则设置为原语操作(PrimitiveOperation)，c#可把这种方法设置为abstract抽象方法；如果并不是强制子类重写的步骤，则用钩子，c#可用virtual虚方法实现。

好莱坞原则

别调用我们，我们会调用你。

这个原则可以保证单向的依赖，避免出现高层组件与底层组件循环依赖的糟糕情况。

遵循好莱坞原则，可以让底层组件挂钩到高层系统上，高层组件会决定什么时候和怎样使用它们。

这和依赖倒置原则非常类似，但依赖倒置原则强调的是尽量避免使用具体类，而多使用抽象类；好莱坞原则更多是在教我们一个创建弹性设计的技巧，让底层组件能被挂钩进计算框架中，而且又不会让高层组件依赖低层组件。

与策略模式、工厂方法的比较

模板方法模式由子类决定如何实现算法中的步骤；策略模式封装可互换的行为，然后使用委托来决定要采用哪一个行为；工厂方法由子类决定实例化哪个具体类。

模板方法模式用继承进行算法实现，策略模式用了组合的方式；策略模式可以在运行时改变算法，但模板方法模式无法做到这一点。

最后，工厂方法是模板方法的一种特殊版本。