模板方法模式与策略模式

模板方法模式

定义与特点

模板方法(Template Method)模式的定义如下:定义一个操作中的算法骨架,而将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。

该模式的主要优点如下。

  1. 它封装了不变部分,扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现,而把可变部分算法由子类继承实现,便于子类继续扩展。
  2. 它在父类中提取了公共的部分代码,便于代码复用。
  3. 部分方法是由子类实现的,因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能,符合开闭原则。

该模式的主要缺点如下。

  1. 对每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象。
  2. 父类中的抽象方法由子类实现,子类执行的结果会影响父类的结果,这导致一种反向的控制结构,它提高了代码阅读的难度。

模式的结构

模板方法模式包含以下主要角色。

(1) 抽象类(Abstract Class):负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下。

① 模板方法:定义了算法的骨架,按某种顺序调用其包含的基本方法。

② 基本方法:是整个算法中的一个步骤,包含以下几种类型。

  • 抽象方法:在抽象类中申明,由具体子类实现。
  • 具体方法:在抽象类中已经实现,在具体子类中可以继承或重写它。
  • 钩子方法:在抽象类中已经实现,包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

(2) 具体子类(Concrete Class):实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法,它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤

策略模式

定义与特点

策略(Strategy)模式的定义:该模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式,它通过对算法进行封装,把使用算法的责任和算法的实现分割开来,并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

策略模式的主要优点如下。

  1. 多重条件语句不易维护,而使用策略模式可以避免使用多重条件语句。
  2. 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族,恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面,从而避免重复的代码。
  3. 策略模式可以提供相同行为的不同实现,客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。
  4. 策略模式提供了对开闭原则的完美支持,可以在不修改原代码的情况下,灵活增加新算法。
  5. 策略模式把算法的使用放到环境类中,而算法的实现移到具体策略类中,实现了二者的分离。

其主要缺点如下。

  1. 客户端必须理解所有策略算法的区别,以便适时选择恰当的算法类。
  2. 策略模式造成很多的策略类。

模式的结构

策略模式的主要角色如下。

  1. 抽象策略(Strategy)类:定义了一个公共接口,各种不同的算法以不同的方式实现这个接口,环境角色使用这个接口调用不同的算法,一般使用接口或抽象类实现。
  2. 具体策略(Concrete Strategy)类:实现了抽象策略定义的接口,提供具体的算法实现。
  3. 环境(Context)类:持有一个策略类的引用,最终给客户端调用。

对比理解

如上图所示,这两种模式都很简单,都是有一个抽象角色,然后还有一个具体角色,只不过策略模式多了一个Context类,这样来看的话,这两种模式很相似。

网上大多数是这样区分的:

  • 模板方法模式适用于特定步骤固定的场景,规定了流程(算法)的骨架,而一些步骤的实现延迟到子类中。
  • 策略模式适用于一个功能实现存在多种算法(策略)的场景。

发现了没有,模板方法是子类有某些共同的流程,而策略模式可能每个实现都不一样。假设我们遇到某个场景最开始分析的是每种策略都不一样,所以我们使用了策略模式来实现。但到后来我们实现了几个策略后,发现每个策略也有共同的地方,所有我们将共同的地方抽象到父类中,这种每个策略相同的逻辑就由父类去处理了,不用每个策略类自己去是实现了。这时候再来看模板方法,发展到现在当初的策略就演变成了模板方法!这是不是就说明,策略是一种相较模板方法更粗粒度的一种结构呢?

如果感到快乐,你就拍拍手。