Template Method 设计模式
1. 概述
Template Method 是一种行为设计模式，它定义了一个算法的框架，并允许子类在不改变算法结构的前提下重新定义算法中的某些步骤。
在 Template Method 模式中：
- 父类（抽象类）定义了算法的骨架（模板方法），包括一系列步骤。
- 子类可以覆盖其中的某些步骤，而不改变整体的流程。
Template Method 的定义
Template Method 模式是一种将算法的步骤结构固定下来的设计模式，通过一个模板方法（Template Method）定义算法的执行顺序，同时将部分步骤的实现延迟到子类中去完成。通俗来说，就是定义一个通用的流程框架，并允许子类根据需要填充其中的具体步骤。
模式的好处
- 代码复用：将通用的算法框架抽取到父类中，减少代码重复。
- 易于扩展：子类可以覆盖父类中的某些步骤，满足不同的业务需求，而不影响整体流程。
- 符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭，算法的整体结构不会轻易被改变。
适用场景
- 当多个子类之间存在相同的操作流程，但部分步骤的实现不同。
- 需要将算法的具体实现延迟到子类中，同时保持整体的逻辑结构一致。
- 需要复用算法的骨架，同时允许子类进行定制化操作。
UML 类图
解释：
AbstractClass是抽象类，定义了templateMethod，它调用了一系列步骤（step1,step2等）。ConcreteClass是子类，实现了抽象类中定义的具体步骤。
2. 代码示例
2.1 基本示例
以下是一个简单的 Template Method 示例：
// 抽象类
abstract class TemplateMethod {// 模板方法public final void execute() {step1();step2();optionalStep();}// 基本步骤，由子类实现abstract void step1();abstract void step2();// 可选步骤，提供默认实现void optionalStep() {System.out.println("执行可选步骤");}
}// 具体实现类
class ConcreteClassA extends TemplateMethod {@Overridevoid step1() {System.out.println("ConcreteClassA: 执行步骤1");}@Overridevoid step2() {System.out.println("ConcreteClassA: 执行步骤2");}
}class ConcreteClassB extends TemplateMethod {@Overridevoid step1() {System.out.println("ConcreteClassB: 执行步骤1");}@Overridevoid step2() {System.out.println("ConcreteClassB: 执行步骤2");}@Overridevoid optionalStep() {System.out.println("ConcreteClassB: 重写了可选步骤");}
}// 客户端代码
public class TemplateMethodDemo {public static void main(String[] args) {TemplateMethod templateA = new ConcreteClassA();TemplateMethod templateB = new ConcreteClassB();System.out.println("执行 ConcreteClassA:");templateA.execute();System.out.println("\n执行 ConcreteClassB:");templateB.execute();}
}
输出结果
执行 ConcreteClassA:
ConcreteClassA: 执行步骤1
ConcreteClassA: 执行步骤2
执行可选步骤执行 ConcreteClassB:
ConcreteClassB: 执行步骤1
ConcreteClassB: 执行步骤2
ConcreteClassB: 重写了可选步骤
3. Android 中的应用
3.1 RecyclerView.Adapter
RecyclerView.Adapter 是一个典型的 Template Method 设计模式的应用。
onCreateViewHolder()：创建 ViewHolder。onBindViewHolder()：绑定数据到 ViewHolder。getItemCount()：返回数据项数量。
Adapter 定义了完整的数据绑定流程，但子类负责实现各个具体步骤。
代码示例
public class MyAdapter extends RecyclerView.Adapter<MyAdapter.ViewHolder> {private List<String> data;public MyAdapter(List<String> data) {this.data = data;}@Overridepublic ViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {View view = LayoutInflater.from(parent.getContext()).inflate(android.R.layout.simple_list_item_1, parent, false);return new ViewHolder(view);}@Overridepublic void onBindViewHolder(ViewHolder holder, int position) {holder.textView.setText(data.get(position));}@Overridepublic int getItemCount() {return data.size();}// ViewHolder 内部类public static class ViewHolder extends RecyclerView.ViewHolder {TextView textView;public ViewHolder(View itemView) {super(itemView);textView = itemView.findViewById(android.R.id.text1);}}
}
3.2 Activity 生命周期
Android 中 Activity 的生命周期回调函数也是 Template Method 模式的体现。
onCreate()：Activity 被创建时调用。onStart()：Activity 即将可见时调用。onResume()：Activity 变为可交互状态时调用。
开发者在这些生命周期方法中实现具体逻辑，而 Activity 类则定义了整个流程。
3.3 Fragment 生命周期
Fragment 的生命周期同样是一个典型的 Template Method 模式的应用。
onAttach()：Fragment 与 Activity 绑定时调用。onCreateView()：创建 Fragment 视图时调用。onDestroyView()：销毁视图时调用。
通过覆写这些方法，开发者可以根据需求自定义 Fragment 的行为。
4. 小结
Template Method 模式在 Android 中十分常见，通过它可以：
- 把算法的结构封装在父类中，保持代码复用性。
- 允许子类根据具体需求实现不同的步骤，增强灵活性。
关键点：
- 定义模板方法（
templateMethod），确保算法的整体流程。 - 将具体的步骤延迟到子类实现。
通过本文的示例，我们了解了 Template Method 设计模式在 Android 中的实际应用，如 RecyclerView.Adapter、Activity 生命周期 和 Fragment 生命周期。这种模式有助于代码的扩展和维护，符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
