拍视频可以赚钱吗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。