设计模式之模板方法模式

1、模板方法意图及UML图

 

模板方法模式属于行为型设计模式，它定义了一个操作的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构的情况下重新定义该算法的某些特定步骤。该模式提供了算法的基本框架，所谓算法框架，就是只提供了普遍性的逻辑，而不确定性或者说特定场景的逻辑则在子类中实现。

这种模式，巧妙的运用了继承的特性，实现了对确定性和不确定逻辑的分离。我们都知道，当子类重写或者实现父类的方法时，如果调用子类的实例，将会首先调用已经被子类重写或实现的方法。

以下为模板方法模式的UML图

 

2、范例

接下来我们写一段系统跟踪功能的代码

    /// <summary>
    /// 一个简单的跟踪功能，此处为抽象类
    /// </summary>
    public abstract class BaseTrace
    {
        /// <summary>
        /// TemplateMethod
        /// </summary>
        public void Trace()
        {
            try
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行 开始");

                Method();

                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行完成");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行异常");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 需要强制子类重写的抽象方法
        /// </summary>
        public abstract void Method();
    }

    /// <summary>
    /// 此处为子类，用于实现之前的抽象类
    /// </summary>
    public class UserInfoTrace : BaseTrace
    {
        public override void Method()
        {
            Console.WriteLine("进入到了用户信息跟踪领域");
        }
    }

   class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //调用
              BaseTrace baseTrace = new UserInfoTrace();

            baseTrace.Trace();

            Console.ReadLine();
        }
    }

先让我们来感受一下，扩展方法：输出：

这种设计模式比较简单，不再做更多的概述。

3、优缺点

优点：封装了不变部分，扩展了可变部分，更加方便维护，也更明确了职责，就是父类负责控制行为，而由子类实现属于自己场景的行为

缺点：每一种场景，都需要不同的实现，导致子类的数量变多，使得系统或者功能变得更加庞大。

4、写到最后

模板方法的某些场景，可以使用委托来实现。我们来看看上述案例的委托方式实现。

{
        static void Main(string[] args)
        {
            //调用
            BaseTrace(() =>
            {
                Console.WriteLine("进入到了用户信息跟踪领域");
            });

            Console.ReadLine();
        }

        public static void BaseTrace(Action action)
        {
            try
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行 开始");

                action();

                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行完成");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")}:执行异常");
            }
        }
    }

依然可以实现模板方法的效果。

展示这个案例，只是为了告诉大家，最终的实现可以是有多种，不一定非要用设计模式，但是学好设计模式确实很重要，它可以很好的帮助自己去理解设计模式，培养良好的思维习惯