探究模板模式的魅力

什么是模板模式？

模板模式，是一种行为设计模式，它允许在不改变算法结构的情况下，通过在一个抽象类中定义算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。

通俗的说，就是在一个模板中定义好一些方法，这些方法的实现过程可以在子类中实现，但是在模板中定义好的方法调用是不可更改的。

模板模式的优势

模板模式主要有三个优势：

• 代码复用性

模板模式的核心是将相同的代码放在抽象类中，避免了代码的重复编写，提高了代码复用性。

• 扩展性

由于在模板模式中，子类可以自由实现模板中的抽象方法，因此可以方便地扩展应用。

• 符合开闭原则

模板模式将不变的部分放在模板中实现，将变化的部分放在子类中实现，这样可以保证应用的可扩展性和可维护性，符合开闭原则。

模板模式的应用场景

模板模式常用于以下几种场景：

• 算法骨架固定，但是具体子步骤可以根据实际情况变化的情况。
• 多个类具有相同的方法，但是具体实现不同的情况。
• 需要在不同的情况下使用不同的实现方法的情况。

模板模式的实现

模板模式的实现需要定义一个抽象类，其中包含一个模板方法和一些抽象方法。

abstract class AbstractClass {
  // 模板方法
  public void templateMethod() {
    // 实现代码
    abstractMethod1();
    abstractMethod2();
    concreteMethod();
  }

  // 抽象方法
  protected abstract void abstractMethod1();
  protected abstract void abstractMethod2();

  // 具体方法
  protected void concreteMethod() {
    // 实现代码
  }
}

class ConcreteClass extends AbstractClass {
  // 实现抽象方法1
  protected void abstractMethod1() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法2
  protected void abstractMethod2() {
    // 实现代码
  }
}

在上面的代码中，抽象类AbstractClass中包含了一个模板方法templateMethod和两个抽象方法abstractMethod1和abstractMethod2，其中abstractMethod1和abstractMethod2需要在子类中实现。

具体类ConcreteClass继承自抽象类AbstractClass，并实现了抽象方法abstractMethod1和abstractMethod2。

模板模式的实际应用

在实际开发中，模板模式可以用于很多场景。

游戏中的技能系统

在游戏中，技能系统是一个很重要的模块。不同的角色的技能不同，但是技能的使用方法是相同的。因此可以采用模板模式实现技能系统。

首先，定义一个抽象类Skill，其中包含一个模板方法useSkill和一个抽象方法doSkill。

abstract class Skill {
  // 模板方法
  public void useSkill() {
    // 实现代码
    doSkill();
    // 实现代码
  }

  // 抽象方法
  protected abstract void doSkill();
}

class FireBallSkill extends Skill {
  // 实现抽象方法
  protected void doSkill() {
    // 实现代码
  }
}

class ThunderSkill extends Skill {
  // 实现抽象方法
  protected void doSkill() {
    // 实现代码
  }
}

在上面的代码中，抽象类Skill中包含了一个模板方法useSkill和一个抽象方法doSkill，其中doSkill需要在子类中实现。

具体类FireBallSkill和ThunderSkill继承自抽象类Skill，并实现了抽象方法doSkill。

在游戏中，使用技能只需要调用useSkill方法即可：

Skill skill = new FireBallSkill();
skill.useSkill();

数据库操作

在数据库操作中，增删改查是常见的操作，但是具体的实现方式是不同的。因此可以采用模板模式实现数据库操作。

首先，定义一个抽象类AbstractDatabase，其中包含一个模板方法operate和四个抽象方法insert、delete、update和select。

abstract class AbstractDatabase {
  // 模板方法
  public void operate() {
    // 实现代码
    insert();
    delete();
    update();
    select();
    // 实现代码
  }

  // 抽象方法
  protected abstract void insert();
  protected abstract void delete();
  protected abstract void update();
  protected abstract void select();
}

class MysqlDatabase extends AbstractDatabase {
  // 实现抽象方法insert
  protected void insert() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法delete
  protected void delete() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法update
  protected void update() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法select
  protected void select() {
    // 实现代码
  }
}

class OracleDatabase extends AbstractDatabase {
  // 实现抽象方法insert
  protected void insert() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法delete
  protected void delete() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法update
  protected void update() {
    // 实现代码
  }

  // 实现抽象方法select
  protected void select() {
    // 实现代码
  }
}

在上面的代码中，抽象类AbstractDatabase中包含了一个模板方法operate和四个抽象方法insert、delete、update和select，其中insert、delete、update和select需要在子类中实现。

具体类MysqlDatabase和OracleDatabase继承自抽象类AbstractDatabase，并实现了抽象方法insert、delete、update和select。

在实际使用中，可以根据需要选择具体的数据库操作类：

AbstractDatabase database = new MysqlDatabase();
database.operate();

总结

模板模式是一种非常有用的设计模式，它可以提高代码的复用性和可维护性，同时也符合开闭原则。在实际开发中，可以根据需要选择不同的实现方式，以便更好地提高代码质量和开发效率。