Python設(shè)計(jì)模式:模板方法模式
模板方法模式(Template Method Pattern)是一種行為型設(shè)計(jì)模式,它定義了一個(gè)操作中的算法框架,將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)。模板方法模式使得子類可以在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下重新定義算法的某些步驟。
在模板方法模式中,有兩類角色:
- 抽象類(Abstract Class):抽象類定義了一個(gè)模板方法,該方法定義了算法的骨架,包含了一系列被子類重寫的抽象方法和具體方法。抽象類可以提供默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)或空實(shí)現(xiàn),以便子類根據(jù)需要進(jìn)行覆蓋或擴(kuò)展。
- 具體類(Concrete Class):具體類繼承抽象類,并實(shí)現(xiàn)抽象方法,完成特定的步驟。
以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例,展示了模板方法模式的結(jié)構(gòu):
class AbstractClass:
def template_method(self):
self.step_one()
self.step_two()
self.step_three()
def step_one(self):
raise NotImplementedError()
def step_two(self):
raise NotImplementedError()
def step_three(self):
raise NotImplementedError()
class ConcreteClass(AbstractClass):
def step_one(self):
print("ConcreteClass: Step One")
def step_two(self):
print("ConcreteClass: Step Two")
def step_three(self):
print("ConcreteClass: Step Three")
# 使用示例
concrete_object = ConcreteClass()
concrete_object.template_method()
在上述示例中,AbstractClass是抽象類,定義了一個(gè)模板方法template_method(),以及三個(gè)抽象方法step_one()、step_two()和step_three()。ConcreteClass繼承自AbstractClass,并實(shí)現(xiàn)了這三個(gè)抽象方法。
當(dāng)調(diào)用concrete_object.template_method()時(shí),將按照預(yù)定義的算法順序執(zhí)行步驟一、步驟二和步驟三。子類可以通過(guò)重寫抽象方法來(lái)改變或擴(kuò)展特定的步驟,而不需要修改整個(gè)算法結(jié)構(gòu)。
圖片
模板方法模式的優(yōu)點(diǎn)包括:
- 提供了一種固定的算法結(jié)構(gòu),便于代碼復(fù)用和維護(hù)。
- 允許子類根據(jù)需要修改或擴(kuò)展特定的步驟,提高了靈活性和可擴(kuò)展性。
- 隱藏了算法的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),使得客戶端只需關(guān)注高層邏輯。
有些第三方庫(kù)或框架可能提供了對(duì)設(shè)計(jì)模式的支持或封裝。例如,Django框架中的視圖(View)類可以看作是模板方法模式的應(yīng)用,它定義了一個(gè)模板方法(dispatch()方法),并允許子類重寫其他方法以實(shí)現(xiàn)不同的邏輯。
總的來(lái)說(shuō),模板方法模式在設(shè)計(jì)中能夠提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的算法結(jié)構(gòu),并且允許各個(gè)子類根據(jù)自身需求進(jìn)行個(gè)性化的實(shí)現(xiàn),是一種非常有用的設(shè)計(jì)模式。