设计模式 - 模板方法

原著中描述了23种经典的设计模式
Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software。这些模式
为软件
开发中经常重复出现的特定问题提供了解决方案。

在本文中，我将描述模板模式；以及如何
以及何时应用它。

模板方法模式：基本思想

模板方法模式是一种行为 设计模式，它定义操作中算法的程序骨架，将一些步骤推迟到子类——维基百科

定义操作中算法的框架，将某些步骤推迟到子类。模板方法允许子类
在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。——《设计模式：可复用面向对象软件的要素》

此模式的主要特点是算法在
不同类型的类之间略有不同。
在具体类中实现时，这些共同的部分会在不同的算法中重复出现。

最初于 2019 年 3 月 1 日在www.carloscaballero.io上发布。

下面的代码展示了一个经典问题，你必须重复
算法的某些部分（复制/粘贴），并且只做很小的改动：

我们可以使用模板方法模式使代码更加简洁，这样可以避免在
算法的不同实现中重复代码。该模式的 UML 图如下：

注意抽象类，它包含模板方法和
共有的私有方法。模板方法以不同的步骤描述算法。
共有的步骤在抽象类中实现，而每个具体类中不同的具体
步骤则在该具体类中实现。

模板方法模式：何时使用

1. 模板方法模式解决的问题是使用具有不同变体的算法。您需要将算法拆分成不同的步骤，如果不同的实现之间有共同点，则在抽象类中实现。相反，不同的步骤将在具体类中实现。
2. 另一个有趣的情况是，当您在不同的类之间复制/粘贴代码（私有函数）时，您会发现这种模式的需要。
3. 最后，当大多数类都有相关行为时，您可以使用这种模式。

模板方法模式：优点

模板方法模式有几个优点，总结如下
几点：

• 创建算法的具体实现相当容易，因为您可以通过使用抽象类删除问题域的公共部分。
• 清理代码，因为您避免了重复的代码。
• 代码更加简洁，因为您将算法分成私有方法/函数，它们更简单且更易于测试。

模板模式：使用 JavaScript 的 Pokemon 示例

现在我将向您展示如何使用 JavaScript 实现此模式。请
记住，Javascript 缺少接口和抽象类。
因此，理解此模式的最佳方法是使用示例。在
我们的例子中，我想到了一个问题，其中有一个名为的抽象类，它定义了一个 Pokemon。除了经典方法之外，
PokemonPokemon 还有一组属性，例如
name，和。Pokemon 的类型有分类，例如power，和，它们定义了一个名为的具体方法，该方法根据属性和 Pokemon 的类型计算数值。下面的 UML 图展示了我 刚才描述的 场景。attackdefensetoString
FightingPokemon
PoisonPokemonGroundPokemon
calculateDamage

使用JavaScript实现实际情况的代码如下
：

该方法calculateDamage在每个具体类中重复，即
存在异味代码（复制/粘贴 - 重复代码）。该方法可以分为
不同的步骤，如下所示：

请注意，我们的方法被分为三个功能。实际上，两个是
通用的，一个是特定的，具体取决于实现它的类
（calculateImpact）。我们的Template-Method模式已成功应用。
在下面的 UML 中，您可以看到使用模板方法进行的版本更新。

该类Pokemon如下：

this.calculateImpact你可能已经注意到，这个类中没有实现method方法
。这是因为具体的实现将
在具体类中实现。在我们的问题中，这个 Pokemon 类是抽象类。

下一步包括实现具有
该calculateImpact方法的具体类。

最后，我们使用具体 Pokemon 的客户端/上下文代码如下
：

这段代码创建了具体的 Pokemon，并调用了它的calculateDamage。它的
实现对客户端/上下文透明，但代码不会重复。最后，我创建了两个 npm 脚本，分别在 应用模板方法模式
之前和之后运行代码。

npm run step0
npm run step1

结论

模板方法模式是一种避免
项目中代码重复的模式，当一个算法同时包含不变部分和可变部分时，后者
取决于具体的类。在本文中，您已经观察到一个
使用 JavaScript 语言的简单实现，该语言缺少
接口/抽象。如果您使用的编程语言具有
接口/抽象，则可以遵循 UML 模式。

最重要的不是按照我展示的方式实现模式，而是
能够识别这个特定模式能够解决的问题，以及
何时应该实现或不应该实现该模式。这一点至关重要，因为
具体实现会根据你使用的编程语言而有所不同。

最初于 2019 年 3 月 1 日在www.carloscaballero.io上发布。