C#設計模式-模板方法模式(Template Method)

概念

模板指一些可以套用的公共內容，例如網頁模板是當網站中有許多頁面版式色彩相同的情況下，將其定義為網頁模板，并定義其中部分可編輯，部分不可編輯，那么在利用網頁模板制作其他頁面時就會很方便，不易出錯，
在設計模式中，模板方法模式中模板和生活中模板概念非常類似，在一個抽象類中定義一個操作中的演算法骨架（對應于模板），而將一些步驟延遲到子類中去實作（對應根據自己的情況向模板填充內容），
在面向物件程式設計程序中，程式員常常會遇到這種情況：設計一個系統時知道了演算法所需的關鍵步驟，而且確定了這些步驟的執行順序，但某些步驟的具體實作還未知，或者說某些步驟的實作與具體的環境相關，此時就可以采用模板方法進行設計，

例如公司的入職流程，進入公司，入職準備、入職報到、辦理入職手續、進行入職培訓，轉正，入職結束進入崗位，這些步驟都很固定，但是不同的公司，流程中每個步驟稍有不同，這些不同的可以在具體實作上進行填充，

特點

優點：
它封裝了不變部分，擴展可變部分，它把認為是不變部分的演算法封裝到父類中實作，而把可變部分演算法由子類繼承實作，便于子類繼續擴展，
它在父類中提取了公共的部分代碼，實作了代碼復用，
部分方法是由子類實作的，因此子類可以通過擴展方式增加相應的功能，符合開閉原則，

缺點：
對每個不同的實作都需要定義一個子類，這會導致類的個數增加，系統更加龐大，設計也更加抽象，
父類中的抽象方法由子類實作，子類執行的結果會影響父類的結果，這導致一種反向的控制結構，它提高了代碼閱讀的難度，
因為引入了一個抽象類，如果具體實作過多的話，需要用戶或開發人員需要花更多的時間去理清類之間的關系，

模式結構

根據模板方法模式類圖結構，有利于我們理清該模式中類之間的關系，具體類圖如下：

模板方法模式中涉及的角色：
抽象模板角色：定義了一個或多個抽象操作，以便讓子類實作，這些抽象操作稱為基本操作，它由一個模板方法和若干個基本方法構成，
　　模板方法：定義了演算法的骨架，按某種順序呼叫其包含的基本方法，
　　基本方法：是整個演算法中的一個步驟，包含了抽象方法、具體方法，
具體模板角色：實作父類所定義的一個或多個抽象方法，

應用場景

演算法的整體步驟很固定，但其中個別部分易變時，這時候可以使用模板方法模式，將容易變的部分抽象出來，供子類實作，
當多個子類存在公共的行為時，可以將其提取出來并集中到一個公共父類中以避免代碼重復，首先，要識別現有代碼中的不同之處，并且將不同之處分離為新的操作，最后，用一個呼叫這些新的操作的模板方法來替換這些不同的代碼，

實作

以入職流程為例，進行具體的實作，

using System;

namespace 模板模式
{
    class EntryProcess
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SamsungEntryProcess samsung = new SamsungEntryProcess();
            HuaweiEntryProcess huawei = new HuaweiEntryProcess();

            samsung.JoiningCompany();
            huawei.JoiningCompany();

            Console.Read();
        }
    }

    // 抽象類，入職流程
    public abstract class TemplateEntryProcess
    {
        // 模板方法，不要把模版方法定義為 Virtual 或 abstract 方法，避免被子類重寫，防止更改流程的執行順序
        public void JoiningCompany()
        {
            this.entryCompany(); // 進入公司
            this.preparationForEntry(); // 入職前準備，整理衣帽等
            this.registrationForEmployment(); // 入職報到
            this.entryProcedures(); // 辦理入職手續
            this.inductionTraining(); // 入職培訓
            this.evaluationOfConversion(); // 轉正評估
            this.entryOver(); // 入職結束，進入崗位
        }

        public abstract void entryCompany();

        public void preparationForEntry()
        {
            Console.WriteLine("做準備，整理衣帽等；");
        }

        public void registrationForEmployment()
        {
            Console.WriteLine("入職報到；");
        }
        public void entryProcedures()
        {
            Console.WriteLine("辦理入職手續；");
        }
        public void inductionTraining()
        {
            Console.WriteLine("進行入職培訓；");
        }
        public void evaluationOfConversion()
        {
            Console.WriteLine("完成入職前培訓，進行轉正評估；");
        }
        public void entryOver()
        {
            Console.WriteLine("入職流程完成，進入崗位，");
        }

    }

    // 具體子類，三星入職
    public class SamsungEntryProcess: TemplateEntryProcess
    {
        public override void entryCompany()
        {
            Console.WriteLine("進入三星公司");
        }

    }

    // 具體子類，華為入職
    public class HuaweiEntryProcess: TemplateEntryProcess
    {
        public override void entryCompany()
        {
            Console.WriteLine("進入華為公司");
        }
    }
}

執行后結果

進入三星公司
做準備，整理衣帽等；
入職報到；
辦理入職手續；
進行入職培訓；
完成入職前培訓，進行轉正評估；
入職流程完成，進入崗位，
進入華為公司
做準備，整理衣帽等；
入職報到；
辦理入職手續；
進行入職培訓；
完成入職前培訓，進行轉正評估；
入職流程完成，進入崗位，

標籤：設計模式

上一篇：Refresh Clean Code

下一篇：設計模式—結構型模式