【设计模式】行为模式——模板方法模式

行为模式——模板方法模式

一、定义

模板方法模式是一种行为设计模式， 它在超类中定义了一个算法的框架， 允许子类在不修改结构的情况下重写算法的特定步骤。

二、问题

假设现在你要做一个登录系统，每个角色(普通用户、管理员、超级管理员)的登录功能相似但又有所差别，那么我们会如何设计这个系统呢？

三、解决方案

我们可以设计一个抽象的模板方法，它实现一些每个具体类重复的代码(比如从数据库中查询用户名和密码），每个具体类中再实现各自不同的功能(比如 不同角色密码的加密方式不同)

四、代码实现

1、抽象类 （Abstract­Class） 会声明作为算法步骤的方法， 以及依次调用它们的实际模板方法。 算法步骤可以被声明为 抽象类型， 也可以提供一些默认实现。

package com.atmae.templateMethod;

import java.util.List;
import java.util.Objects;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/14
 * @Time: 8:08
 * @Description:
 */
public abstract class Login {


    /**
     * 模板方法 定义为final 防止篡改
     */
    public final void templateMethod() {
        List<String> list = forwardPage();
        boolean back = back(list);
        String dig = action(back);
        System.out.println(dig);
    }

    /**
     * 前台页面
     */
    public abstract List<String> forwardPage();

    /**
     * 后台
     *
     * @return
     */
    public abstract boolean back(List<String> list);

    /**
     * 前台action
     *
     * @return
     */
    public abstract String action(boolean back);
}

2、
管理员

package com.atmae.templateMethod;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/14
 * @Time: 8:08
 * @Description: 管理员
 */
public class AdminLogin extends Login {


    @Override
    public List<String> forwardPage() {
        //输入用户名和密码
        String username = null, password = null;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        username=scanner.next();
        password=scanner.next();
        //密码加密
        String newPassword = "3306" + password + "8080%@!#";
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(username);
        list.add(newPassword);
        return list;
    }

    @Override
    public boolean back(List<String> list) {
        //从后台数据库获取加密后的算法密码
        //模拟：
        String passwordByDatabase = "33061234568080%@!#";
        return list.get(1).equals(passwordByDatabase);
    }

    @Override
    public String action(boolean back) {
        String dig = "";
        //匹配跳首页
        if (back) {
            dig = "已经跳到首页";
        } else {
            //不匹配
            dig = "跳到登陆页";
        }
        return dig;
    }
}

普通用户

package com.atmae.templateMethod;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/14
 * @Time: 8:11
 * @Description:
 */
public class UserLogin extends Login {


    @Override
    public List<String> forwardPage() {
        //输入用户名和密码
        String username = null, password = null;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        scanner.next(username);
        scanner.next(password);
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(username);
        list.add(password);
        return list;
    }

    @Override
    public boolean back(List<String> list) {
        //从后台数据库获取密码
        //模拟：
        String passwordByDatabase = "123456";
        return list.get(1).equals(passwordByDatabase);
    }

    @Override
    public String action(boolean back) {
        String dig="";
        //匹配跳首页
        if (back) {
             dig="已经跳到首页";
        }else{
            //不匹配
             dig="跳到登陆页";
        }
        return dig;
    }
}

3、客户端

package com.atmae.templateMethod;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/14
 * @Time: 9:01
 * @Description:
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
       //管理员登录
        Login admin=new AdminLogin();
        admin.templateMethod();
    }
}

五、UML图

六、模板方法模式使用场景

• 只希望客户端扩展某个特定算法步骤， 而不是整个算法或其结构时， 可使用模板方法模式。
• 当多个类的算法除一些细微不同之外几乎完全一样时， 你可使用该模式。 但其后果就是， 只要算法发生变化， 你就可能需要修改所有的类。

七、总结

优点

• 允许客户端重写一个大型算法中的特定部分， 使得算法其他部分修改对其所造成的影响减小。
• 可将重复代码提取到一个超类中

缺点

• 模板方法中的步骤越多， 其维护工作就可能会越困难。
• 违反里氏替换原则，(父类拥有的性质 子类不一定成立了)

八、与其他模式的关系

• 工厂方法模式是模板方法模式的一种特殊形式。 同时， 工厂方法可以作为一个大型模板方法中的一个步骤。
• 模板方法基于继承机制： 它允许你通过扩展子类中的部分内容来改变部分算法。
  策略模式基于组合机制： 你可以通过对相应行为提供不同的策略来改变对象的部分行为。
  模板方法在类层次上运作， 因此它是静态的。
  策略在对象层次上运作， 因此允许在运行时切换行为。