设计模式了解哪些，模版模式

GeekLiHua

发布于 2025-01-21 15:19:01

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设计模式了解哪些，模版模式

模版模式

模版模式是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中。模版模式使得子类可以在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。

模版模式的结构

模版模式通常包含以下几个角色：

抽象模版（Abstract Template）： 定义了一个或多个抽象方法，用于延迟到子类实现的算法步骤。
具体模版（Concrete Template）： 实现了抽象模版中定义的抽象方法，完成算法的具体步骤。
客户端（Client）： 使用模版模式的客户端。

示例代码：模版模式的实现

下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何使用模版模式实现一个制作咖啡的流程：

// 抽象模版
abstract class CoffeeTemplate {
    public final void makeCoffee() {
        boilWater();
        brewCoffee();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    abstract void brewCoffee();
    abstract void addCondiments();

    void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }
}

// 具体模版
class EspressoCoffee extends CoffeeTemplate {
    @Override
    void brewCoffee() {
        System.out.println("Brewing espresso");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding sugar");
    }
}

class LatteCoffee extends CoffeeTemplate {
    @Override
    void brewCoffee() {
        System.out.println("Brewing latte");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding milk");
    }
}

// 客户端
public class CoffeeClient {
    public static void main(String[] args) {
        CoffeeTemplate coffee1 = new EspressoCoffee();
        coffee1.makeCoffee();

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

        CoffeeTemplate coffee2 = new LatteCoffee();
        coffee2.makeCoffee();
    }
}

在这个示例中，抽象模版CoffeeTemplate定义了制作咖啡的流程，包括煮水、冲泡、倒入杯子和添加调料等步骤。具体的咖啡种类（EspressoCoffee和LatteCoffee）继承了抽象模版，并实现了具体的冲泡和添加调料的方法。

模版模式的应用场景

模版模式适用于以下几种情况：

算法框架固定： 当一个算法的框架已经确定，但是某些步骤的实现可能有所不同时，可以使用模版模式。
重用性高： 如果一些代码逻辑可以被多个类共享，并且仅部分实现需要定制化，可以考虑使用模版模式。
算法的核心部分固定： 当算法的核心部分不允许修改，但是允许扩展其他部分时，模版模式也是一种很好的选择。

示例代码：模版模式的扩展应用

假设我们有一个图像处理的框架，其中包含了一些基本的图像处理算法，例如加载图片、处理图片、保存图片等。我们可以使用模版模式来定义这些图像处理算法的框架，并允许用户根据需要扩展和定制部分算法。

以下是一个简单的示例代码：

abstract class ImageProcessor {
    public final void processImage() {
        loadImage();
        applyFilters();
        saveImage();
    }

    abstract void loadImage();
    abstract void applyFilters();
    abstract void saveImage();
}

class BasicImageProcessor extends ImageProcessor {
    @Override
    void loadImage() {
        System.out.println("Loading image from file");
    }

    @Override
    void applyFilters() {
        System.out.println("Applying basic filters");
    }

    @Override
    void saveImage() {
        System.out.println("Saving image to file");
    }
}

class CustomImageProcessor extends ImageProcessor {
    @Override
    void loadImage() {
        System.out.println("Loading image from database");
    }

    @Override
    void applyFilters() {
        System.out.println("Applying custom filters");
    }

    @Override
    void saveImage() {
        System.out.println("Saving image to cloud storage");
    }
}

public class ImageProcessingClient {
    public static void main(String[] args) {
        ImageProcessor processor1 = new BasicImageProcessor();
        processor1.processImage();

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

        ImageProcessor processor2 = new CustomImageProcessor();
        processor2.processImage();
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个图像处理框架ImageProcessor，其中包含了加载图片、应用滤镜和保存图片的算法框架。具体的图像处理类（BasicImageProcessor和CustomImageProcessor）继承了这个框架，并实现了自己的加载、处理和保存逻辑。

模板模式的实际应用

模板模式在实际项目中有着广泛的应用，特别是在框架设计和领域建模中。以下是一些常见的实际应用场景：

Web框架中的控制器处理流程： 在Web开发中，控制器的处理流程通常遵循一定的规范，例如处理请求、验证参数、调用服务层、渲染视图等。模板模式可以用来定义这些控制器的处理流程，并允许开发者在不同的控制器中定制特定的处理逻辑。
数据库访问层的封装： 在数据访问层，对数据库的增删改查操作可能存在一些共同的步骤，例如建立连接、执行SQL语句、处理结果集等。模板模式可以用来封装这些操作，提高数据库访问的复用性和可维护性。
游戏开发中的角色行为定义： 在游戏开发中，角色的行为定义通常包括初始化、移动、攻击、受伤、死亡等一系列动作。模板模式可以用来定义这些角色行为的流程，并允许不同类型的角色根据需要实现自己的特定行为。

示例代码：模板模式在Web框架中的应用

假设我们正在开发一个简单的Web框架，其中包含了一些基本的控制器处理流程，如下所示：

abstract class WebController {
    public final void handleRequest() {
        parseRequest();
        validateRequest();
        processRequest();
        renderView();
    }

    abstract void parseRequest();
    abstract void validateRequest();
    abstract void processRequest();
    abstract void renderView();
}

class UserController extends WebController {
    @Override
    void parseRequest() {
        System.out.println("Parsing user request");
    }

    @Override
    void validateRequest() {
        System.out.println("Validating user request");
    }

    @Override
    void processRequest() {
        System.out.println("Processing user request");
    }

    @Override
    void renderView() {
        System.out.println("Rendering user view");
    }
}

class ProductController extends WebController {
    @Override
    void parseRequest() {
        System.out.println("Parsing product request");
    }

    @Override
    void validateRequest() {
        System.out.println("Validating product request");
    }

    @Override
    void processRequest() {
        System.out.println("Processing product request");
    }

    @Override
    void renderView() {
        System.out.println("Rendering product view");
    }
}

public class WebFramework {
    public static void main(String[] args) {
        WebController userController = new UserController();
        userController.handleRequest();

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

        WebController productController = new ProductController();
        productController.handleRequest();
    }
}

在这个示例中，抽象类WebController定义了处理Web请求的流程，包括解析请求、验证请求、处理请求和渲染视图。具体的控制器类（UserController和ProductController）继承了WebController，并实现了自己的处理逻辑。

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-02-01，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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