模板方法模式

文章目录

• 模板方法模式
• • 模式分类
  • 模式产生的原因
  • 模式类图
  • 代码实现
  • 模板方法模式总结
  • • 模板方法模式优点：
    • 模板方法模式缺点：

模式分类

行为型设计模式。

模式产生的原因

在现实生活中，很多事情都包含几个实现步骤，例如请客吃饭，无论吃什么，一般都包含点单，吃东西，买单等几个步骤，通常情况下这几个步骤的次序是：点单——》吃东西——》买单。在这三个步骤中，点单和买单大同小异，最大的区别在于第二步——吃什么，吃面条还是吃满汉全席可是大不相同的。

在软件开发中，开发人员有时也会遇到类似的情况，某个方法的实现需要多个步骤，其中有些步骤是固定的，有些则是不固定的，存在可变性。为了提高代码的可用性和系统的灵活性，可以使用一种称为模板方法模式的设计模式来对这种情况进行设计。在模板方法中将实现功能的每一个方法称为基本方法，而调用这些基本方法并决定其执行次序的方法被称为模板方法。我们可以将相同的代码放在父类，而变化的代码则有子类实现，这样就可以解决上面吃什么的问题了。

模式类图

由上图可知，模板方法模式由以下2个角色构成。

AbstractClass（抽象父类）：

在抽象类中会定义一系列的基本操作，这些操作可以是具体的也可以是抽象的，每一个方法都对应了算法步骤中的一步，在其子类中可以重定义火实现这些步骤。同时，在抽象类中实现了一个模板方法，用于定义一个算法的框架。

ConcreteClass（具体子类）：

是抽象类的子类，用于在子类中实现父类中声明的抽象基本操作，及完成子类特定算法的步骤，也可以覆盖在父类中已经实现的具体基本操作。

代码实现

例子：某软件公司要为某银行的业务支撑系统开发一个利息计算模块，计算流程如下：

1. 系统根据账号和密码验证用户信息，如果用户信息错误，则系统显示出错信息。
2. 如果信息正确，则更具用户类型的不同使用不同的利息计算公式计算利息。
3. 系统显示利息。

试使用模板方法模式模拟此系统。

Account类：

using System;

namespace TemplateMethod.TemplateMethod.Example
{
    public abstract class Account
    {
        public string Name { get; set; }
        public string Password { get; set; }

        public Account(string name, string password)
        {
            Name = name;
            Password = password;
        }
        /// <summary>
        /// 模板方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        /// <param name="password"></param>
        public void Execute(string name, string password)
        {
            if (Check(name, password))
            {
                Console.WriteLine(Calculate());
            }
            else
            {
                Console.WriteLine($"错误");
            }
        }
        public bool Check(string name, string password)
        {
            if (Name.Equals(name) && Password.Equals(password))
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

        public abstract float Calculate();
    }
}

SavingAccount类：

namespace TemplateMethod.TemplateMethod.Example
{
    public class SavingAccount : Account
    {
        public SavingAccount(string name, string password) : base(name, password)
        {
        }

        public override float Calculate()
        {
            return 1f;
        }
    }
}

CurrentAccount类：

namespace TemplateMethod.TemplateMethod.Example
{
    public class CurrentAccount : Account
    {
        public CurrentAccount(string name, string password) : base(name, password)
        {
        }

        public override float Calculate()
        {
            return 0f;
        }
    }
}

Program类：

using TemplateMethod.TemplateMethod.Example;

namespace TemplateMethod
{
    internal class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            Account xiaoming = new CurrentAccount("xiaoming", "123456");
            xiaoming.Execute("xiaoming", "123456");
            xiaoming.Execute("123","123");
            Account xiaohong = new SavingAccount("xiaohong", "123456");
            xiaohong.Execute("xiaohong", "123456");
            xiaohong.Execute("123","123");
        }
    }
}

模板方法模式总结

模板方法模式优点：

1. 在父类中形式化的定义了一个算法，而又他的子类去处理实现的细节，在子类中实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行顺序。
2. 模板方法是一种代码复用技术，在类库设计中尤为重要，他提取类库中的公共行为，，并通过子类来实现不同行为。鼓励适当地使用继承来实现代码复用。

模板方法模式缺点：

1. 需要为每一种基本方法的不同实现提供一个子类，这将会导致系统的类的个数快速增加，可通过桥接模式来优化。