java模板模式

在Java中,模板模式(Template Design Pattern)用于定义算法的骨架,并将一些步骤的具体实现延迟到子类中。模板模式是一种行为型设计模式,它允许在父类中定义算法的结构,但允许子类重写某些步骤的具体实现。

模板模式包含以下主要角色:

  1. 抽象模板(Abstract Template):定义算法的骨架,其中包含若干抽象方法和具体方法。抽象方法由子类来实现,具体方法在抽象模板中已经实现,但子类可以选择性地重写。

  2. 具体模板(Concrete Template):实现抽象模板中的抽象方法,完成算法的具体实现。

下面是一个简单的示例:

假设有一个制作饮料的模板,其中包含了准备和制作的过程,但具体的原料和配方由子类实现。

首先,我们创建抽象模板(Abstract Template):

abstract class BeverageMaker {
    // 准备材料
    abstract void prepareMaterials();

    // 制作饮料
    abstract void makeBeverage();

    // 具体方法
    void boilWater() {
        System.out.println("烧水");
    }

    void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    // 模板方法
    final void prepareAndMakeBeverage() {
        boilWater();
        prepareMaterials();
        makeBeverage();
        pourInCup();
    }
}
然后,我们创建具体模板(Concrete Template):

class CoffeeMaker extends BeverageMaker {
    @Override
    void prepareMaterials() {
        System.out.println("准备咖啡粉和糖");
    }

    @Override
    void makeBeverage() {
        System.out.println("冲泡咖啡");
    }
}

class TeaMaker extends BeverageMaker {
    @Override
    void prepareMaterials() {
        System.out.println("准备茶叶和柠檬");
    }

    @Override
    void makeBeverage() {
        System.out.println("冲泡茶");
    }
}
现在,我们可以使用模板模式来制作不同的饮料。客户端只需选择合适的子类,然后调用模板方法 prepareAndMakeBeverage() 即可完成饮料的制作:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BeverageMaker coffeeMaker = new CoffeeMaker();
        coffeeMaker.prepareAndMakeBeverage();

        System.out.println("--------------------");

        BeverageMaker teaMaker = new TeaMaker();
        teaMaker.prepareAndMakeBeverage();
    }
}
输出结果:

烧水
准备咖啡粉和糖
冲泡咖啡
倒入杯中
--------------------
烧水
准备茶叶和柠檬
冲泡茶
倒入杯中
这个例子展示了模板模式的实现方式。通过创建抽象模板和具体模板,并在抽象模板中定义算法的结构,然后在子类中实现具体的步骤,客户端可以通过调用抽象模板的方法来使用算法,而无需了解具体的实现细节。模板模式可以提高代码的复用性和扩展性,同时还可以将算法的通用部分集中在抽象模板中,减少代码重复。

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