【筹划模式】模板方法模式 在java中的应用

筹划模式：
筹划模式是对软件筹划中广泛存在（反复出现）的各种标题，所提出的办理方案。这个术语是由Erich Gamma等人在1995年的书《筹划模式：可复用面向对象软件的根本》中初次引入的。筹划模式可以加快开发过程，提供一种通用的、重复使用的、优雅的办理方案，用于在特定的上下文中处置处罚常见的筹划标题。
筹划模式可以分为三大类：创建型、布局型和活动型。创建型模式关注怎样创建对象，布局型模式关注怎样组合对象，而活动型模式则关注对象之间的通讯。
模板方法模式：
模板方法模式是一种活动筹划模式，它在一个方法中界说了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步调提供实现。模板方法使得子类可以在不改变算法布局的情况下，重新界说算法的某些步调。
在模板方法模式中，我们将稳定的活动移至父类，将可变的活动留给子类实现。父类中的模板方法可以界说一系列的算法步调，而且可以提供一个默认的实现。如许，子类在须要时可以覆盖这些方法，但是改变的是步调的详细实现，而不是步调的实行次序。
模板方法模式是一种非常机动的模式，它可以用来处置处罚很多常见的编程标题，比方代码重用、代码构造和控制复杂性。
模板方法模式的界说：
模板方法模式是一种活动筹划模式，它在一个方法中界说了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步调提供实现。模板方法使得子类可以在不改变算法布局的情况下，重新界说算法的某些步调。
模板方法模式的重要特点：

• 代码复用和封装：模板方法模式通过将公共代码提取到父类中，实现了代码的复用。同时，它封装了详细步调和数据，掩护了算法的完备性和安全性。
  
• 提供同一的接口：父类提供了一个模板方法，界说了算法的骨架。这个模板方法对外提供了同一的接口，使得客户端不必要关心详细的实现细节。
  
• 支持变革：模板方法模式允许子类重写父类的某些步调，这使得算法可以在不改变其布局的情况下，有选择地改变其活动。
  
• 控制子类的扩展：模板方法模式通过在模板方法中预界说钩子函数，可以控制子类的扩展。钩子是一种特别的方法，它在父类中声明并给出默认实现，子类可以选择是否覆盖它。
  
• 耽误实现：模板方法模式中的详细步调可以在子类中实现，如允许以耽误到子类中举行实现。这是所谓的“好莱坞原则”——别打电话给我们，我们会打电话给你。这种原则可以防止“依靠腐败”。
  

模板方法模式是一种非常机动的模式，它可以用来处置处罚很多常见的编程标题，比方代码重用、代码构造和控制复杂性。
模板方法模式的根本布局：
模板方法模式重要包罗以下几个部分：

• 抽象类（AbstractClass）：这个类界说了一系列的方法，包罗模板方法和一些根本方法。模板方法界说了算法的骨架，根本方法是算法中的一个步调，可以是抽象的，也可以有默认的实现。
  
• 详细类（ConcreteClass）：这个类继承抽象类，并实现抽象类中的抽象方法，这些方法是算法中的详细步调。
  

UML图表明：

1. -----------------
2. | AbstractClass |
3. -----------------
4. | +templateMethod() |
5. | #primitiveOperation1() |
6. | #primitiveOperation2() |
7. -----------------
8.         ^
9.         |
10. -----------------
11. | ConcreteClass |
12. -----------------
13. | #primitiveOperation1() |
14. | #primitiveOperation2() |
15. -----------------

复制代码

在这个UML图中：

• AbstractClass 是一个抽象类，它界说了一个模板方法 templateMethod，以及两个根本方法 primitiveOperation1 和 primitiveOperation2。模板方法 templateMethod 界说了算法的骨架，根本方法 primitiveOperation1 和 primitiveOperation2 是算法中的一个步调，可以是抽象的，也可以有默认的实现。
  
• ConcreteClass 是一个详细类，它继承了 AbstractClass，并实现了 primitiveOperation1 和 primitiveOperation2。这些方法是算法中的详细步调。
  

实例配景先容：
假设我们正在开发一个工具库，此中有一个DataParser类，这个类的使命是读取数据，剖析数据，然后处置处罚数据。我们有两种范例的数据源：一种是从文件中读取的数据，另一种是从数据库中读取的数据。只管读取数据的方式差别，但剖析和处置处罚数据的方式是雷同的。
实例筹划与实现：
起首，我们界说一个抽象的DataParser类，这个类界说相识析数据的模板方法，模板方法中的一些步调是抽象的，必要在子类中实现。

1. public abstract class DataParser {
3.     // Template method
4.     public final void parseDataAndGenerateReport() {
5.         readData();
6.         processData();
7.         writeReport();
8.     }
10.     // Abstract methods
11.     protected abstract void readData();
12.     protected abstract void processData();
14.     // Common method
15.     public void writeReport() {
16.         System.out.println("General Report Generation");
17.     }
18. }

复制代码

然后，我们界说两个DataParser的子类：CSVDataParser和DatabaseDataParser，它们分别实现了读取CSV文件和数据库的方法。

1. public class CSVDataParser extends DataParser {
3.     protected void readData() {
4.         System.out.println("Reading data from CSV file");
5.     }
7.     protected void processData() {
8.         System.out.println("Processing data from CSV file");
9.     }
10. }
12. public class DatabaseDataParser extends DataParser {
14.     protected void readData() {
15.         System.out.println("Reading data from database");
16.     }
18.     protected void processData() {
19.         System.out.println("Processing data from database");
20.     }
21. }

复制代码

代码剖析：
在上述代码中，DataParser类界说了一个模板方法parseDataAndGenerateReport()，这个方法包罗了读取数据，处置处罚数据和天生陈诉这三个步调。此中，readData()和processData()是抽象方法，必要在子类中实现，而writeReport()是一个详细方法，已经在DataParser类中实现。
CSVDataParser和DatabaseDataParser类分别实现了readData()和processData()方法，它们分别读取CSV文件和数据库中的数据，并处置处罚这些数据。
如许，无论我们的数据来自于CSV文件照旧数据库，我们都可以使用雷同的方式来剖析数据和天生陈诉，这就是模板方法模式的优点。
模板方法模式在Java API的应用：
在Java API中，有很多地方使用了模板方法模式。比方，java.io.InputStream、java.io.OutputStream、java.io.Reader和java.io.Writer的全部非抽象方法，都依靠于这些类的抽象方法。比方，InputStream中的read()方法就是一个模板方法，它依靠于read(byte b[], int off, int len)这个抽象方法。
Java中模板方法模式的现实应用案例：
一个常见的Java模板方法模式的应用是在Android的AsyncTask类中。AsyncTask是Android提供的一个轻量级的异步类，它可以直接继承使用。AsyncTask中界说了一些方法，如onPreExecute()、doInBackground()、onProgressUpdate()和onPostExecute()。此中doInBackground()是抽象方法，必须在子类中实现，其他都是模板方法，有默认实现，可以根据必要在子类中重写。
以下是一个简朴的示例：

1. public class DownloadTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
3.     protected void onPreExecute() {
4.         // 在主线程执行，用于进行一些界面上的初始化，比如显示一个进度条对话框等。
5.     }
7.     protected String doInBackground(String... params) {
8.         // 在子线程中执行，进行耗时操作，比如下载文件等。可以调用publishProgress方法来更新任务的进度。
9.         return "Downloaded file";
10.     }
12.     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
13.         // 在主线程执行，用于更新进度信息。
14.     }
16.     protected void onPostExecute(String result) {
17.         // 在主线程执行，用于处理doInBackground方法的结果。
18.     }
19. }

复制代码

在上述代码中，doInBackground()方法是抽象的，必须在子类中实现，其他的方法都有默认实现，可以在子类中重写。这就是典范的模板方法模式。
模板方法模式的优点：

• 代码复用：模板方法模式通过在抽象类中界说算法的骨架，将详细步调的实现耽误到子类，可以克制代码重复，进步代码复用性。
  
• 封装稳定部分：模板方法模式封装了稳定的算法步调，包管了算法的稳固性和可靠性。
  
• 提供扩展点：模板方法模式提供了一个很好的扩展点，即在抽象类中界说的抽象方法，子类可以根据必要重写这些方法，以实现更多的功能。
  

模板方法模式的缺点：

• 类数量增多：由于模板方法模式必要为每一个详细的算法步调界说一个子类，因此大概会导致类的数量增多。
  
• 增长了体系的复杂性：模板方法模式固然可以进步代码的复用性，但是由于必要界说多个子类，大概会增长体系的复杂性。
  
• 对子类的筹划有限定：模板方法模式把根本方法的实行次序写在模板方法里，这就限定了子类的活动。假如子类必要改变根本方法的实行次序，那么就必要修改父类的模板方法，这违反了“开闭原则”。
  

模板方法模式是一种活动筹划模式，它界说了一个使用中的算法的骨架，而将一些步调耽误到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法布局的情况下，重新界说算法的某些步调。

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及软件市场,开放入驻,技术点评得现金