簡(jiǎn)介

模板方法模式（Template Method Pattern），又叫模板模式（Template Pattern），是一種行為設(shè)計(jì)模式，它定義了一個(gè)操作中的算法框架，將某些步驟的具體實(shí)現(xiàn)留給子類(lèi)。通過(guò)模板方法模式，我們可以在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下，允許子類(lèi)重新定義某些步驟，從而實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用和擴(kuò)展。

在軟件開(kāi)發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到需要定義一組相似操作的場(chǎng)景。這些操作可能在整體上有著相同的結(jié)構(gòu)，但在細(xì)節(jié)上有所差異。如果每次都重復(fù)編寫(xiě)這些操作的通用結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致代碼的冗余性，同時(shí)也增加了后期維護(hù)的難度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，模板方法模式應(yīng)運(yùn)而生。

角色

• 抽象類(lèi)（Abstract Class）：抽象類(lèi)定義了算法的框架，包括一個(gè)或多個(gè)抽象方法和具體方法。其中的抽象方法由子類(lèi)實(shí)現(xiàn)，具體方法可以被子類(lèi)直接繼承或重寫(xiě)。
• 具體子類(lèi)（Concrete Subclass）：具體子類(lèi)繼承抽象類(lèi)，并根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)其中的抽象方法。具體子類(lèi)提供了算法的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

優(yōu)點(diǎn)

• 代碼復(fù)用：模板方法模式通過(guò)將算法的通用結(jié)構(gòu)定義在抽象類(lèi)中，可以使子類(lèi)直接繼承這些通用部分，從而達(dá)到代碼復(fù)用的目的。
• 擴(kuò)展性：模板方法模式允許子類(lèi)根據(jù)需要重寫(xiě)父類(lèi)的某些步驟，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)算法的自由擴(kuò)展和修改，同時(shí)保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
• 封裝性：模板方法模式將算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)封裝在抽象類(lèi)中，對(duì)調(diào)用者屏蔽了具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露出高層接口。

缺點(diǎn)

• 模板方法模式將算法的執(zhí)行流程固定在抽象類(lèi)中，可能會(huì)導(dǎo)致代碼的可讀性降低，增加理解和維護(hù)的難度。
• 模板方法中的步驟越多， 其維護(hù)工作就可能會(huì)越困難。
• 通過(guò)子類(lèi)抑制默認(rèn)步驟實(shí)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致違反里氏替換原則。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 當(dāng)存在一組相似的操作，它們具有相同的算法結(jié)構(gòu)，但實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)各不相同時(shí)。
• 當(dāng)希望在不改變算法的整體結(jié)構(gòu)的情況下，允許子類(lèi)自由擴(kuò)展或修改某些步驟時(shí)。
• 當(dāng)希望將算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)封裝起來(lái)，只暴露出高層接口供調(diào)用者使用時(shí)。

實(shí)現(xiàn)

• 定義一個(gè)抽象類(lèi)或接口作為基類(lèi)，其中包含模板方法以及一些抽象方法或虛方法

public abstract class TemplateMethodPattern
{
    // 模板方法
    public final void TemplateMethod()
    {
        Console.WriteLine("執(zhí)行固定步驟1...");
        ConcreteMethod(); // 調(diào)用抽象方法或虛方法
        Console.WriteLine("執(zhí)行固定步驟2...");
    }
    // 抽象方法或虛方法，子類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)這些方法以提供具體邏輯
    protected abstract void ConcreteMethod();
}

創(chuàng)建具體的子類(lèi)并實(shí)現(xiàn)抽象方法或虛方法

public class ConcreteClassA : TemplateMethodPattern{    // 實(shí)現(xiàn)抽象方法或虛方法    protected override void ConcreteMethod()    {        Console.WriteLine("子類(lèi)A的具體實(shí)現(xiàn)步驟...");    }} public class ConcreteClassB : TemplateMethodPattern{    protected override void ConcreteMethod()    {        Console.WriteLine("子類(lèi)B的具體實(shí)現(xiàn)步驟...");    }}

上層應(yīng)用調(diào)用

class Program{    static void Main(string[] args)    {        ConcreteClassA concreteClassA = new ConcreteClassA();        concreteClassA.TemplateMethod(); // 輸出固定步驟和子類(lèi)A的具體實(shí)現(xiàn)步驟                ConcreteClassB concreteClassB = new ConcreteClassB();        concreteClassB.TemplateMethod(); // 輸出固定步驟和子類(lèi)B的具體實(shí)現(xiàn)步驟    }}

在這個(gè)案例中，TemplateMethodPattern 類(lèi)定義了一個(gè)模板方法 TemplateMethod，它包含了一些固定的步驟以及一個(gè)抽象方法 ConcreteMethod。子類(lèi) ConcreteClassA 和 ConcreteClassB 分別實(shí)現(xiàn)了 ConcreteMethod 方法以提供它們自己的具體邏輯。當(dāng)調(diào)用 TemplateMethod 時(shí)，固定的步驟會(huì)執(zhí)行，然后調(diào)用子類(lèi)提供的具體實(shí)現(xiàn)。這樣，你就可以確保算法的某些步驟始終被執(zhí)行，同時(shí)允許子類(lèi)根據(jù)需要提供額外的實(shí)現(xiàn)。

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