c#模式模版.ppt

1、模板方法模式w 模板方法模式 模式动机与定义模式动机与定义 模式结构与分析模式结构与分析 模式实例与解析模式实例与解析 模式效果与应用模式效果与应用 模式扩展模式扩展模板方法模式模板方法模式w 模式动机 模板方法模式是模板方法模式是基于继承基于继承的代码复用基本技术，模板方法模式的结的代码复用基本技术，模板方法模式的结构和用法也是面向对象设计的核心之一。在模板方法模式中，可以构和用法也是面向对象设计的核心之一。在模板方法模式中，可以将相同的代码放在父类中，而将不同的方法实现放在不同的子类中将相同的代码放在父类中，而将不同的方法实现放在不同的子类中。在模板方法模式中，我们需要准备一个抽象类，在模

2、板方法模式中，我们需要准备一个抽象类，将部分逻辑以具体将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现方法以及具体构造函数的形式实现，然后，然后声明一些抽象方法来让子声明一些抽象方法来让子类实现剩余的逻辑类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现，法，从而对剩余的逻辑有不同的实现，这就是模板方法模式的用意。这就是模板方法模式的用意。模板方法模式体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用频率较模板方法模式体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用频率较高的模式。高的模式。模板方法模式w 模式定义模板方法模式模板方法

3、模式(Template Method Pattern)：定义一：定义一个操作中个操作中算法的骨架算法的骨架，而将一些步骤，而将一些步骤延迟到子类延迟到子类中，模中，模板方法使得子类板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤该算法的某些特定步骤。模板方法是一种。模板方法是一种类行为型类行为型模式。模式。模板方法模式w 模式结构模板方法模式包含如下角色：模板方法模式包含如下角色：AbstractClass:抽象类抽象类 ConcreteClass:具体子类具体子类 模板方法模式w 模式结构.primitiveOperation1();.p

4、rimitiveOperation2();.primitiveOperation3();.AbstractClassabstract+templateMethod()primitiveOperation1()primitiveOperation2()primitiveOperation3().ConcreteClass+primitiveOperation1()primitiveOperation2().模板方法模式w 模式分析 模板方法模式是一种类的行为型模式，在它的结构图中模板方法模式是一种类的行为型模式，在它的结构图中只只有类之间的继承关系，没有对象关联关系有类之间的继承关系，没有对象关

5、联关系。在模板方法模式的使用过程中，要求开发抽象类和开发具在模板方法模式的使用过程中，要求开发抽象类和开发具体子类的设计师之间进行协作。一个设计师负责给出体子类的设计师之间进行协作。一个设计师负责给出一个一个算法的轮廓和骨架算法的轮廓和骨架，另一些设计师则，另一些设计师则负责给出这个算法的负责给出这个算法的各个逻辑步骤各个逻辑步骤。实现这些具体逻辑步骤的方法称为。实现这些具体逻辑步骤的方法称为基本方基本方法法(Primitive Method)，而将这些基本法方法汇总起来，而将这些基本法方法汇总起来的方法称为的方法称为模板方法模板方法(Template Method)，模板方法模，模板方法模式

6、的名字从此而来。式的名字从此而来。模板方法模式w 模式分析 模板方法：一个模板方法是模板方法：一个模板方法是定义在抽象类中的、把基本操定义在抽象类中的、把基本操作方法组合在一起作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。形成一个总算法或一个总行为的方法。基本方法：基本方法是基本方法：基本方法是实现算法各个步骤的方法实现算法各个步骤的方法，是模板，是模板方法的组成部分。方法的组成部分。抽象方法(Abstract Method)具体方法(Concrete Method)模板方法模式w 模式分析 典型的抽象类代码如下所示：典型的抽象类代码如下所示：public abstract class A

7、bstractClass public void templateMethod()/模板方法模板方法 primitiveOperation1();primitiveOperation2();primitiveOperation3();public void primitiveOperation1()/基本方法具体方法 /实现代码 public abstract void primitiveOperation2();/基本方法抽象方法 public void primitiveOperation3()/基本方法 模板方法模式w 模式分析 典型的具体子类代码如下所示：典型的具体子类代码如下所示：p

8、ublic class ConcreteClass extends AbstractClass public void primitiveOperation2()/实现代码 public void primitiveOperation3()/实现代码 模板方法模式w 模板方法模式实例与解析w 本实例是一个简单的学生作业流程骨架 w 具体的流程包括三步：1.布置作业：给出作业名称及要求。2.学生写作业，本例给出的作业为画一个图形操作。3.交作业。给出作业提交的时间及补充说明。w 其中公共的操作可以放在抽象模板类Huatuzuoye中，模板方法为 completeHomework。特定步骤 dra

9、wing交由子类来处理。学生作业流程模板方法模式实例wclass Programw w static void Main(string args)w w Huatuzuoye huatu1=new PaintingTriangle();w pleteHomework();w Huatuzuoye huatu2=new PaintingRectangular();w pleteHomework();w Huatuzuoye huatu3=new PaintingCircular();w pleteHomework();w Console.ReadKey();w w w abstract clas

10、s Huatuzuoyew w protected string name;w public virtual void arrangement()w w name=作业一：完成画一个图形的练习;w Console.WriteLine(name);w w w public abstract void drawing();w w public virtual void delivery()w w DateTime dt=new DateTime(2012,11,7,9,41,25,36);w Console.WriteLine(作业已经上交，上交时间为0,dt);w w public void c

11、ompleteHomework()w w w arrangement();w w drawing();w w delivery();w Console.WriteLine();w Console.WriteLine();w w ww class PaintingTriangle:Huatuzuoyew w public override void drawing()w w Console.WriteLine(正在画一个三角形.已经完成画一个三角形在作业一里的操作);w class PaintingRectangular:Huatuzuoyew w public override void dr

12、awing()w w Console.WriteLine(正在画一个正方形.已经完成画一个正方形在作业一里的操作);w Console.WriteLine(正在画一个长方形.已经完成画一个长方形在作业一里的操作);w w public override void delivery()w w base.delivery();w Console.WriteLine(这次作业我画了两个图形，一个正方形和一个长方形);w w class PaintingCircular:Huatuzuoye w public override void drawing()w w Console.WriteLine(正

13、在画一个椭圆形.已经完成画一个椭圆形在作业一里的操作);w Console.WriteLine(正在画一个正圆形.已经完成画一个正圆形在作业一里的操作);w public override void delivery()w w base.delivery();w Console.WriteLine(这次作业我画了两个图形，一个椭圆形和一个正圆形);w 实验运行结果！模板方法模式w 模式优缺点模板方法模式的优点模板方法模式的优点 模板方法模式在一个类中形式化地定义算法，而由它的子类实现细节的处理。模板方法模式是一种代码复用的基本技术。模板方法模式导致一种反向的控制结构，通过一个父类调用其子类的操

14、作，通过对子类的扩展增加新的行为，符合“开闭原则”。模板方法模式w 模式优缺点模板方法模式的缺点模板方法模式的缺点 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，但是更加符合“单一职责原则”，使得类的内聚性得以提高。模板方法模式w 模式适用环境在以下情况下可以使用模板方法模式：在以下情况下可以使用模板方法模式：一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。控

15、制子类的扩展。模板方法模式w 模式应用(1)模板方法模式广泛应用于框架设计（如模板方法模式广泛应用于框架设计（如Spring，Struts等）中，等）中，以确保父类控制处理流程的逻辑顺序以确保父类控制处理流程的逻辑顺序（如框架的初始化（如框架的初始化）。）。模板方法模式w 模式扩展关于继承的讨论关于继承的讨论 模板方法模式鼓励我们恰当使用继承，此模式可以用来改写一些拥有相同功能的相关类，将可复用的一般性的行为代码移到父类里面，而将特殊化的行为代码移到子类里面。这也进一步说明，虽然继承复用存在一些问题，但是在某些情况下还是可以给开发人员带来方便，模板方法模式就是体现继承优势的模式之一。本章小结w

16、 在模板方法模式中，定义一个操作中算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。模板方法是一种类行为型模式。w 模板方法模式包含两个角色：在抽象类中定义一系列基本操作，这些基本操作可以是具体的，也可以是抽象的，同时，在抽象类中实现了一个模板方法，用于定义一个算法的骨架；具体子类是抽象类的子类，用于实现在父类中定义的抽象基本操作以完成子类特定算法的步骤，也可以覆盖在父类中实现的具体基本操作。本章小结w 模板方法模式的优点在于在子类定义详细的处理算法时不会改变算法的结构，实现了代码的复用，通过对子类的扩展可以增加新的行为；其缺点在于需要为每个不同的实现都定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象。w 模板方法模式适用情况包括：一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现；各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复；对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现；通过模板方法模式还可以控制子类的扩展。Design by:宋海兵、范兆琼、陈章立 程海珊、索淋慧、罗琪