北风设计模式课程---模板方法模式

2024-01-14 15:20

本文主要是介绍北风设计模式课程---模板方法模式,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

北风设计模式课程---模板方法模式

一、总结

一句话总结:

模板方法就是指定算法步骤,具体不同的子类实现不同的算法

 

1、下列问题适合哪种设计模式:现在我家里有一台铃木的小车锋驭和一台铃木的摩托车风暴1000,我要想把这两种类型的车都先跑起来再停下来,有一些步骤,并且这些步骤是有先后顺序的,那就是:1. 打开车门;2. 启动发动机;3. 挂档;4. 走起;5. 刹车;6. 停车;?

模板方法模式:一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤的实现延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中某些步骤的具体实现。

OO设计原则之一就是分离可变和不变的部分并把可变的部分封装起来,我们来看一下以上两种类型的车,哪些步骤的实现是一样的,哪些是可变的。我们把不变的部分提取出来并放到超类中让所有子类共享其行为,同时我们把可变部分的具体实现延迟到子类中,让子类来自行决定如何实现。

1. 打开车门(摩托车没有车门,可变部分)
2. 启动发动机(不变部分)
3. 挂档(汽车用手挂档,摩托车用脚挂档,可变部分)
4. 走起(不变部分)
5. 刹车(汽车用脚刹车,摩托车用手刹车,可变部分)
6. 停车(不变部分)

 

2、模板方法设计模式 使用注意点?

1. 保护抽象类中定义算法顺序的方法不被子类修改。
2. 分离可变及不可变部分,让子类自己决定可变部分的实现。
3. 让算法的具体实现对子类开放,对其他类关闭。

 

 

 

二、设计模式学习笔记之九:模板方法模式

转自或参考:设计模式学习笔记之九:模板方法模式
https://www.cnblogs.com/stonefeng/p/5743673.html

现在我家里有一台铃木的小车锋驭和一台铃木的摩托车风暴1000,我要想把这两种类型的车都先跑起来再停下来,有一些步骤,并且这些步骤是有先后顺序的,那就是:

1. 打开车门

2. 启动发动机

3. 挂档

4. 走起

5. 刹车

6. 停车

OO设计原则之一就是分离可变和不变的部分并把可变的部分封装起来,我们来看一下以上两种类型的车,哪些步骤的实现是一样的,哪些是可变的。我们把不变的部分提取出来并放到超类中让所有子类共享其行为,同时我们把可变部分的具体实现延迟到子类中,让子类来自行决定如何实现。

1. 打开车门(摩托车没有车门,可变部分)

2. 启动发动机(不变部分)

3. 挂档(汽车用手挂档,摩托车用脚挂档,可变部分)

4. 走起(不变部分)

5. 刹车(汽车用脚刹车,摩托车用手刹车,可变部分)

6. 停车(不变部分)

当然以上分离可变及不变部分纯属个人见解,个位看官见仁见智。

如果运用设计模式的方法论,我们应该采用哪种模式来很好地满足我们的需求?

在这种应用场景下我建议使用模板方法模式。

模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤的实现延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中某些步骤的具体实现。

看到“设计模式”这四个字我们往往会觉得高深莫测,但是模板方法模式却是一个例外,你要关注的就是一个方法而已,为了达到深入浅出的效果,我们从一个最简单的例子开始。

基于以上UML类图我需要说明几点模板方法的设计意图:

1. DriveTemplate是一个抽象类,我们可以把一些可变的部分封装为抽象方法让子类去做具体实现。

2. DriveTemplate中的drive方法是final的,这样是因为我们不希望子类去覆盖这个方法,因为这个方法中定义了算法的步骤,我们不希望子类改变算法的结构。

3. 所有的步骤方法都是protected的访问修饰符,因为我们希望具体算法的实现只有子类可以访问,对外是不开放的。

我们再来看看这个简单例子的代码实现及测试结果:

模板抽象类

package com.singland.dp.template;public abstract class DriveTemplate {public final void drive() {openDoor();startEngine();gear();go();brake();stop();}protected abstract void openDoor();protected void startEngine() {System.out.println("engine started !");}protected abstract void gear();protected void go() {System.out.println("running...");}protected abstract void brake();protected void stop() {System.out.println("stopped !");}
}

小车锋驭的实现

package com.singland.dp.template;public class SuzukiScross extends DriveTemplate {@Overrideprotected void openDoor() {System.out.println("keyless entry");}@Overrideprotected void gear() {System.out.println("gear with hand");}@Overrideprotected void brake() {System.out.println("brake with foot");}
}

摩托车风暴1000的具体实现

package com.singland.dp.template;public class SuzukiStrom1000 extends DriveTemplate {@Overrideprotected void openDoor() {System.out.println("no door actually");}@Overrideprotected void gear() {System.out.println("gear with foot");}@Overrideprotected void brake() {System.out.println("brake with hand");}
}

客户端的测试代码就很简单了

package com.singland.dp.template;import org.junit.Test;public class MyTest {@Testpublic void test() {
//        DriveTemplate template = new SuzukiStrom1000();DriveTemplate template = new SuzukiScross();template.drive();}
}

如果我们想测试摩托车的实现,只要修改一下测试代码就好了。

刚才说到模板方法模式的设计意图的时候,我们提到了第2点,我们不希望子类改变算法的结构或顺序,但是在某种场景中,我们希望子类能有一些自主权,虽然它们不能覆盖drive方法,但是我们依然希望子类可以自己决定一些东西,那么模板方法模式能否满足这一需求呢?

答案是肯定的,我们来设想这种场景,当我们在开锋驭的时候,我希望可以打开车子的MP3功能来听歌,但是骑摩托车的时候则不需要。

这样我们的UML类图就需要做一点点小改动:

 

从类图可以看出,我们在超类中定义了一个music的方法,但是它并不是一个抽象方法,这样子类可以自己决定是否覆盖该方法,该方法返回值是一个布尔值的标志位,默认为false. 子类SuzukiScross覆盖了该方法但是SuzukiStorm1000则没有,我们再来看看具体的实现:

模板方法类

package com.singland.dp.template;public abstract class DriveTemplate {public final void drive() {openDoor();startEngine();gear();go();if (music()) {mp3();}brake();stop();}protected abstract void openDoor();protected void startEngine() {System.out.println("engine started !");}protected abstract void gear();protected void go() {System.out.println("running...");}private void mp3() {System.out.println("music is good");}protected boolean music() {return false;}protected abstract void brake();protected void stop() {System.out.println("stopped !");}
}

锋驭的实现:

package com.singland.dp.template;public class SuzukiScross extends DriveTemplate {@Overrideprotected void openDoor() {System.out.println("keyless entry");}@Overrideprotected void gear() {System.out.println("gear with hand");}@Overrideprotected void brake() {System.out.println("brake with foot");}@Overrideprotected boolean music() {return true;}
}

为节省篇幅,相同的代码我就不贴出来了。我们来看看驾驶锋驭及风暴1000的各自测试结果:

风暴1000

锋驭

写到这里,我来个简单的总结吧。本质上来说,模板方法设计模式是一个比较容易而且很好理解的模式,在使用这种模式的时候我们要注意几点:

1. 保护抽象类中定义算法顺序的方法不被子类修改。

2. 分离可变及不可变部分,让子类自己决定可变部分的实现。

3. 让算法的具体实现对子类开放,对其他类关闭。

模板方法模式适用于哪些场景?

让我们先来看看一段使用JDBC代码来操作数据库中数据的例子:

    private void addStudent(Student student) throws Exception {final String SQL = "insert into student (id,studentNumber,firstName,lastName,gender,age,className,major) values (?,?,?,?,?,?,?,?)";Connection conn = null;PreparedStatement stmt = null;try {conn = dataSource.getConnection();stmt = conn.prepareStatement(SQL);stmt.setString(1, student.getId());stmt.setString(2, student.getStudentNumber());stmt.setString(3, student.getFirstName());stmt.setString(4, student.getLastName());stmt.setString(5, student.getGender());stmt.setInt(6, student.getAge());stmt.setString(7, student.getClassName());stmt.setString(8, student.getMajor());stmt.execute();} catch(SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (stmt != null) {stmt.close();}if (conn != null) {conn.close();}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}

以上是一个典型的JDBC实现,我们先来看看使用JDBC操作数据库需要经过哪些步骤:

1. 获取数据库连接

2. 通过数据库连接得到Statement对象

3. 使用Statement对象进行增删改查

4. 处理异常

5. 关闭连接释放资源

 

我们再来区分一下这些步骤中,哪些是可变部分,哪些是不可变部分:

1. 获取数据库连接(不可变)

2. 通过数据库连接得到Statement对象(不可变)

3. 使用Statement对象进行增删改查(可变)

4. 处理异常(不可变)

5. 关闭连接释放资源(不可变)

我们可以看到,在5个步骤中,4个是不可变的,只有一个步骤是可变的,让我对代码加一些图形注释,这样就更直观了:

想想如果我们要写很多这种CRUD的代码,岂不是要重复写很多遍这种模板式的代码?

我们可以使用模板方法模式解决这种问题。

UML类图我就不画了,直接上代码:

模板方法抽象类

package com.studentinfomgt.dao;import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;import javax.sql.DataSource;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;public abstract class JdbcTemplate2 {@Autowiredprivate DataSource dataSource;private Connection connection;protected PreparedStatement statement;protected ResultSet resultSet;public final void dbOperation(String sql, Object entity) throws SQLException {getStatement(sql);crud(entity);releaseResources();}protected void getStatement(String sql) throws SQLException {connection = dataSource.getConnection();this.statement = connection.prepareStatement(sql);}protected abstract void crud(Object entity) throws SQLException;private void releaseResources() throws SQLException {if (resultSet != null)resultSet.close();if (statement != null)statement.close();if (connection != null)connection.close();}
}

在上面的抽象类中,组织算法顺序的方法是dbOperation,算法块先后是:获取数据库连接,获取PreparedStatement, CRUD, 释放资源

接下来是增加数据到数据库的具体实现,删改查我就不贴出来了

package com.studentinfomgt.dao;import java.sql.SQLException;import com.studentinfomgt.pojo.Student;public class JdbcCreateEntity extends JdbcTemplate2 {@Overrideprotected void crud(Object entity) throws SQLException {Student student = (Student) entity;statement.setString(1, student.getId());statement.setString(2, student.getStudentNumber());statement.setString(3, student.getFirstName());statement.setString(4, student.getLastName());statement.setString(5, student.getGender());statement.setInt(6, student.getAge());statement.setString(7, student.getClassName());statement.setString(8, student.getMajor());statement.execute();}
}

再来看看我的DAO实现方法是多么简洁和简单:) 因为那些烦人的模板代码都让模板去处理了

    private void addStudent(Student student) throws Exception {final String SQL = "insert into student (id,studentNumber,firstName,lastName,gender,age,className,major) values (?,?,?,?,?,?,?,?)";createEntity.dbOperation(SQL, student);}

写到这里我再来告诉你,其实我们不需要重复发明轮子,因为考虑到使用JDBC方式访问数据库造成的重复代码的问题,万能的Spring早就做好了一个现成的工具JdbcTemplate, 我们只需要使用这个工具就好了。

转载于:https://www.cnblogs.com/Renyi-Fan/p/11079934.html

这篇关于北风设计模式课程---模板方法模式的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/605619

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