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前言
在日常的工作中，有时候我们做PPT，做合同，做简历，如果我们自己从头去写这些文档，不免有些太过耗时耗力；大多时候都是去找相关的PPT模板，合同模板，简历模板，拿过来直接用。为什么可以使用模板，因此这些资料大部分的信息和信息框架都是一致的，我们只需要将自己差异化的内容填写进去就可以，模板的作用就是将公有的格式，框架，信息提取出来都做好，使用模板的人只需填写个人差异化的信息即可。模板方法设计模式就是按照这个思想来设计代码的，在软件构建过程中，对于某一项任务，如果它常常有稳定的整体操作结构，但各个子步骤内却有很多改变的需求，这个时候就可以应用模板方法模式。
1 基础介绍
- 定义：定义一个操作中的算法骨架，将某些步骤延迟到子类中实现。
- 定义解释：在一个抽象类中定义一个操作中的算法骨架（对应于生活中的大家下载的模板），而将一些步骤延迟到子类中去实现（对应于我们根据自己的情况向模板填充内容）。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构前提下，重新定义算法的某些特定步骤，模板方法模式把不变行为搬到基类中，从而去除了子类中的重复代码。
- 模板方法模式中的角色：
- 抽象类角色（AbstractClass）：定义一个模板方法（TemplateMethod），在该方法中包含着一个算法的骨架，具体的算法步骤是PrimitiveOperation1方法和PrimitiveOperation2方法，该抽象类的子类将重定义PrimitiveOperation1和PrimitiveOperation2操作。
- 具体类角色（ConcreteClass）：实现PrimitiveOperation1方法和PrimitiveOperation2方法以完成算法中与特定子类（Client）相关的内容。
- 模板方法模式在抽象类中定义了算法的实现步骤，将这些步骤的实现延迟到具体子类中去实现，从而使所有子类复用了父类的代码，所以模板方法模式是基于继承的一种实现代码复用的技术。
2 使用场景
适用于 某个功能需要多个步骤实现，整体的实现步骤是不变的，只是具体的某些子步骤会存在差异的情况，这样就可以将实现步骤提取到基类，具体的实现交给实现类去完成。
3 实现方式
在C#中，使用模板方法的关键是要定义一个抽象类AbstractClass，它包含了一个模板方法TemplateMethod，该方法包含所有的算法流程，但某些步骤需要由子类来具体实现。因此，在抽象类中，通常会定义一些虚方法，用于在子类中具体实现算法：
public abstract class AbstractClass
{
public void TemplateMethod()
{
// 模板方法，定义算法骨架
//步骤1
PrimitiveOperation1();
//步骤2
PrimitiveOperation2();
//步骤3
PrimitiveOperation3();
// ...
}
// 步骤1(原始操作1)：抽象方法，由子类具体实现
public abstract void PrimitiveOperation1();
//步骤2(原始操作2)：抽象方法，由子类具体实现
public abstract void PrimitiveOperation2();
//步骤3(原始操作2)：抽象方法，由子类具体实现
public virtual void PrimitiveOperation3()
{
//在这里这里写上基类会有的基本操作
Console.WriteLine("AbstractClass:base Operation3");
//也可以什么都不写，默认实现为空，交由子类重写
}
}
在抽象类中，定义了一个模板方法TemplateMethod()，其中具体的算法流程已经定义好了，但某些步骤则需要由子类来具体实现，因此，在抽象类中，对于某些需要具体实现的步骤，我们使用抽象方法进行声明，在子类中需要对这些抽象方法进行具体实现；而对于某些步骤，它们的实现可以在基类中进行默认实现，因此，我们可以使用虚方法进行声明，在子类中也可以选择覆盖这些虚方法。
然后，创建两个继承自AbstractClass的具体类，实现这些抽象方法：
public class ConcreteClassA : AbstractClass
{
public override void PrimitiveOperation1()
{
Console.WriteLine("ConcreteClassA: PrimitiveOperation1");
}
public override void PrimitiveOperation2()
{
Console.WriteLine("ConcreteClassA: PrimitiveOperation2");
}
}
public class ConcreteClassB : AbstractClass
{
public override void PrimitiveOperation1()
{
Console.WriteLine("ConcreteClassB: PrimitiveOperation1");
}
public override void PrimitiveOperation2()
{
Console.WriteLine("ConcreteClassB: PrimitiveOperation2");
}
// 这里基于virtual方法重写，并加上自有的代码
public override void PrimitiveOperation3()
{
base.PrimitiveOperation3();
Console.WriteLine("ConcreteClassB: PrimitiveOperation3");
}
}
客户端调用：
static void Main(string[] args)
{
AbstractClass abstractClass = new ConcreteClassA();
// 调用TemplateMethod方法，
//该方法会依次调用ConcreteClassA实现类中的各个实现方法
abstractClass.TemplateMethod();
abstractClass = new ConcreteClassB();
// 再次调用TemplateMethod方法，这次会使用ConcreteClassB的实现。
abstractClass.TemplateMethod();
Console.ReadKey();
}
4 优缺点分析
-
优点
- 使用模板方法可以使得代码的重复度降低，代码得到复用
- 能够灵活应对子步骤的变化，符合开放-封闭原则
-
缺点
- 由于引入了一个抽象类，使程序代码变得复杂化
结语
希望以上内容可以帮助到大家，如文中有不对之处，还请批评指正。
参考资料：
C#设计模式14——模板方法的写法
C#设计模式之十三模板方法模式（Template Method Pattern）【行为型】
C#设计模式(14)——模板方法模式（Template Method）
使用 C# 实现23种常见的设计模式