去银行办理业务一般要经过以下4个流程:取号、排队、办理具体业务、对银行工作人员进行评分等,其中取号、排队和对银行工作人员进行评分的业务对每个客户是一样的,可以在父类中实现,但是办理具体业务却因人而异,它可能是存款、取款或者转账等,可以延迟到子类中实现。 我们把这些规定了流程或格式的实例定义成模板,允许使用者根据自己的需求去更新它。
模式的定义与特点
模板方法(Template Method)模式的定义如下:定义一个操作中的算法骨架,而将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。
该模式的主要优点如下:
- 它封装了不变部分,扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现,而把可变部分算法由子类继承实现,便于子类继续扩展。
- 它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用。
- 部分方法是由子类实现的,因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能,符合开闭原则。
该模式的主要缺点如下:
- 对每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象,间接地增加了系统实现的复杂度。
- 父类中的抽象方法由子类实现,子类执行的结果会影响父类的结果,这导致一种反向的控制结构,它提高了代码阅读的难度。
由于继承关系自身的缺点,如果父类添加新的抽象方法,则所有子类都要改一遍。
模式的结构与实现
模板方法模式需要注意抽象类与具体子类之间的协作。它用到了虚函数的多态性技术以及“不用调用我,让我来调用你”的反向控制技术。
public abstract class AbstractClass
{
public void TemplateMethod()
{
SpecificMethod();
abstractMethod1();
abstractMethod2();
}
//具体方法
public void SpecificMethod()
{
Debug.Log("抽象类具体方法");
}
//抽象方法
public abstract void abstractMethod1();
public abstract void abstractMethod2();
}
//具体子类
public class ConcreteClass : AbstractClass
{
public override void abstractMethod1()
{
Debug.Log("抽象方法1的实现被调用");
}
public override void abstractMethod2()
{
Debug.Log("抽象方法2的实现被调用");
}
}
void Start()
{
AbstractClass abstractClass = new ConcreteClass();
abstractClass.TemplateMethod();
}
//执行结果
//抽象类具体方法
//抽象方法1的实现被调用
//抽象方法2的实现被调用
模式的应用场景
模板方法模式通常适用于以下场景:
算法的整体步骤很固定,但其中个别部分易变时,这时候可以使用模板方法模式,将容易变的部分抽象出来,供子类实现。
- 当多个子类存在公共的行为时,可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。首先,要识别现有代码中的不同之处,并且将不同之处分离为新的操作。最后,用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。
- 当需要控制子类的扩展时,模板方法只在特定点调用钩子操作,这样就只允许在这些点进行扩展。
模式的扩展
在模板方法模式中,基本方法包含:抽象方法、具体方法和钩子方法,正确使用“钩子方法”可以使得子类控制父类的行为。