Head First设计模式——模板方法模式
前言:本篇我们讲解模板方法模式,我们以咖啡和茶的冲泡来学习模板方法。关于咖啡另一个设计模式例子也以咖啡来讲解,可以看下:Head First设计模式——装饰者模式
废话不多说,开始进入模板方法模式。
一、冲泡咖啡和茶
冲泡咖啡的步骤:
(1)把水烧开
(2)用开水冲泡咖啡
(3)把咖啡到进杯子
(4)加糖和牛奶
冲泡茶的步骤
(1)把水烧开
(2)用开水浸泡茶
(3)把茶到进杯子
(4)加柠檬
实现冲泡咖啡和茶的两个类
public class Coffee
{
public void PrepareRecipe()
{
BoilWater();
BrewCoffeeGrinds();
PourInCup();
AddSugarAndMilk();
}
public void BoilWater()
{
Console.WriteLine("烧开水");
}
public void BrewCoffeeGrinds()
{
Console.WriteLine("开水冲泡咖啡");
}
public void PourInCup()
{
Console.WriteLine("咖啡到进杯子");
}
public void AddSugarAndMilk()
{
Console.WriteLine("加糖和牛奶");
}
}
public class Tea
{
public void PrepareRecipe() {
BoilWater();
SteepTeaBag();
PourInCup();
AddLemon();
}
public void BoilWater()
{
Console.WriteLine("烧开水");
}
public void SteepTeaBag()
{
Console.WriteLine("开水浸泡茶");
}
public void PourInCup()
{
Console.WriteLine("茶到进杯子");
}
public void AddLemon()
{
Console.WriteLine("加柠檬");
}
}
我们从这两个类发现了一些重复的代码,有重复的代码表示我们需要理一下我们的实现方式或者设计。咖啡和茶的代码在第1步和第3步的方法都是一样,其他两个方法是各自独有的,那我们可以将相同的方法抽象到同一个基类中。可能类似如下方式
咖啡和茶自己特有的方法,放在自己的类中,每个子类都覆盖PrepareRecipe()方法,并实现自己的冲泡。
二、更进一步的改进
通过上面的继承改造我们感觉是否还是有些共同方法没有封装干净,还有什么共同点没有封装了。在咖啡和茶类中都有PrepareRecipe()方法,他们的步骤都是一样的,只是特定步骤的实现方式不一样,那我们如何抽象PrepareRecipe()方法?我们从每个子类中逐步抽离
① 遇到的第一个问题,咖啡和茶的冲泡浸泡方法不一样,所以给他们一个新的方法名称Brew(),然后不管是冲泡还是浸泡都用这个名称。同样的加东西我们也类似的取一个新的方法名称来解决,就叫AddCondiments()。这样一来PrepareRecipe()方法就改造成这样:
public void PrepareRecipe()
{
BoilWater();
Brew();
PourInCup();
AddCondiments();
}
② 我们现在有了新的PrepareRecipe()方法,需要让他符合代码,所以我们再改造父类CoffeineBeverage
public abstract class CoffeineBeverage
{
public void PrepareRecipe()
{
BoilWater();
Brew();
PourInCup();
AddCondiments();
}
public abstract void AddCondiments();
public abstract void Brew();
private void BoilWater()
{
Console.WriteLine("烧开水");
}
private void PourInCup()
{
Console.WriteLine("茶到进杯子");
}
}
③ 最后我们需要处理下咖啡和茶类让它们继承父类,实现自己的特有方法。
public class Coffee: CoffeineBeverage
{
public override void Brew()
{
Console.WriteLine("开水冲泡咖啡");
}
public override void AddCondiments()
{
Console.WriteLine("加糖和牛奶");
}
}
public class Tea:CoffeineBeverage
{
public override void Brew()
{
Console.WriteLine("开水浸泡茶");
}
public override void AddCondiments()
{
Console.WriteLine("加柠檬");
}
}
三、模板方法模式
基本上,通过第二步的改进我们实现的就是模板方法模式。PrepareRecipe()是我们的抽象模板方法。
(1)它是一个方法
(2)它用作一个算法的模板,在本例中,算法就是用来制作饮料。在这个模板中算法内的每一个步骤都被一个方法代表。某些方法由父类处理,有些则由子类处理,需要子类处理的方法在父类中被定义成抽象方法。
定义:
模板方法模式:在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。
类图:
四、模板钩子
钩子是一种被声明在抽象类中的方法,但只有空的或者默认的实现。钩子的存在可以让子类有能力对算法的不同点进行挂钩。要不要挂钩,由子类决定。
例如茶里面需不需要加柠檬可以子类自己决定
public abstract class CoffeineBeverage
{
public void PrepareRecipe()
{
BoilWater();
Brew();
PourInCup();
if (CustomerWantsCondiments())
{
AddCondiments();
}
}
public virtual bool CustomerWantsCondiments()
{
return true;
}
public abstract void AddCondiments();
public abstract void Brew();
private void BoilWater()
{
Console.WriteLine("烧开水");
}
private void PourInCup()
{
Console.WriteLine("茶到进杯子");
}
}
不加柠檬的茶
public class Tea : CoffeineBeverage
{
public override bool CustomerWantsCondiments()
{
return false;
}
public override void Brew()
{
Console.WriteLine("开水浸泡茶");
}
public override void AddCondiments()
{
Console.WriteLine("加柠檬");
}
}
测试:
五、好莱坞原则
模板方法模式当中涉及到好莱坞原则
好莱坞原则:别调用(打电话给)我们,我们会调用(打电话给)你。
好莱坞原则是一种防止“依赖腐败”的方法。当高层组件依赖低层组件,低层组件又依赖高层组件,依赖腐败就产生了。在这种情况下,很难有人搞懂系统的设计和维护难度加大。
在好莱坞原则之下,我们允许低层组件将自己挂钩到系统上,高层组件会决定什么时候和怎样使用这些低层组件。换句话说,高层组件对待低层组件方式就是“别调用我们,我们会调用你”。
而我们的模板方法模式是如何遵循这一设计原则的:CoffeineBeverage是我们的高层组件,它控制冲泡的算法,只有在需要子类实现某个方法是才会调用子类。而子类Coffee和Tea不会直接调用抽象的父类,只是简单用来提供实现一些自身的细节。
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