直接代码:
public abstract class AbstractDisplay { // 抽象类AbstractDisplay public abstract void open(); // 交给子类去实现的抽象方法(1) open public abstract void print(); // 交给子类去实现的抽象方法(2) print public abstract void close(); // 交给子类去实现的抽象方法(3) close public final void display() { // 本抽象类中实现的display方法 open(); // 首先打开… for (int i = 0; i < 5; i++) { // 循环调用5次print print(); } close(); // …最后关闭。这就是display方法所实现的功能 } }
public class CharDisplay extends AbstractDisplay { // CharDisplay是AbstractDisplay的子类 private char ch; // 需要显示的字符 public CharDisplay(char ch) { // 构造函数中接收的字符被 this.ch = ch; // 保存在字段中 } public void open() { // 在父类中是抽象方法,此处重写该方法 System.out.print("<<"); // 显示开始字符"<<" } public void print() { // 同样地重写print方法。该方法会在display中被重复调用 System.out.print(ch); // 显示保存在字段ch中的字符 } public void close() { // 同样地重写close方法 System.out.println(">>"); // 显示结束字符">>" } }
public class StringDisplay extends AbstractDisplay { // StringDisplay也是AbstractDisplay的子类 private String string; // 需要显示的字符串 private int width; // 以字节为单位计算出的字符串长度 public StringDisplay(String string) { // 构造函数中接收的字符串被 this.string = string; // 保存在字段中 this.width = string.getBytes().length; // 同时将字符串的字节长度也保存在字段中,以供后面使用 } public void open() { // 重写的open方法 printLine(); // 调用该类的printLine方法画线 } public void print() { // print方法 System.out.println("|" + string + "|"); // 给保存在字段中的字符串前后分别加上"|"并显示出来 } public void close() { // close方法 printLine(); // 与open方法一样,调用printLine方法画线 } private void printLine() { // 被open和close方法调用。由于可见性是private,因此只能在本类中被调用 System.out.print("+"); // 显示表示方框的角的"+" for (int i = 0; i < width; i++) { // 显示width个"-" System.out.print("-"); // 组成方框的边框 } System.out.println("+"); // /显示表示方框的角的"+" } }
public class Main { public static void main(String[] args) { AbstractDisplay d1 = new CharDisplay('H'); // 生成一个持有'H'的CharDisplay类的实例 AbstractDisplay d2 = new StringDisplay("Hello, world."); // 生成一个持有"Hello, world."的StringDisplay类的实例 AbstractDisplay d3 = new StringDisplay("你好,世界。"); // 生成一个持有"你好,世界。"的StringDisplay类的实例 d1.display(); // 由于d1、d2和d3都是AbstractDisplay类的子类 d2.display(); // 可以调用继承的display方法 d3.display(); // 实际的程序行为取决于CharDisplay类和StringDisplay类的具体实现 } }模板方法模式是基于继承的代码复用技术,它体现了面向对象的诸多重要思想,是一种使用较为频繁的模式。模板方法模式广泛应用于框架设计中,以确保通过父类来控制处理流程的逻辑顺序(如框架的初始化,测试流程的设置等)。
5-1 模式优点
模板方法模式的主要优点如下:
(1) 在父类中形式化地定义一个算法,而由它的子类来实现细节的处理,在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。
(2) 模板方法模式是一种代码复用技术,它在类库设计中尤为重要,它提取了类库中的公共行为,将公共行为放在父类中,而通过其子类来实现不同的行为,它鼓励我们恰当使用继承来实现代码复用。
(3) 可实现一种反向控制结构,通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。
(4) 在模板方法模式中可以通过子类来覆盖父类的基本方法,不同的子类可以提供基本方法的不同实现,更换和增加新的子类很方便,符合单一职责原则和开闭原则。
5-2模式缺点
模板方法模式的主要缺点如下:
需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类,如果父类中可变的基本方法太多,将会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象,此时,可结合桥接模式来进行设计。
5-3模式适用场景
在以下情况下可以考虑使用模板方法模式:
(1) 对一些复杂的算法进行分割,将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法,而一些可以改变的细节由其子类来实现。即:一次性实现一个算法的不变部分,并将可变的行为留给子类来实现。
(2) 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
(3) 需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行,实现子类对父类的反向控制。