如何通过模板方法设计模式提升Java函数可复用性？

模板方法设计模式提升了 java 函数的可复用性，通过创建一个抽象基类来定义公共逻辑，并允许具体子类定制特定行为。它包括：抽象基类定义公共逻辑和模板方法。具体子类继承抽象基类并实现模板方法中的可变部分。优点包括提升代码可复用性、提高可扩展性以及改善代码可读性和维护性。

模板方法设计模式：提升 Java 函数可复用性

简介

模板方法设计模式是一种行为设计模式，它允许在不同函数间共享公共逻辑，同时为子类定制特定行为提供灵活性。

模式结构

模板方法模式由以下组成：

• 抽象基类: 定义公共逻辑和模板方法。
• 具体子类: 继承抽象基类并实现模板方法中的可变部分。

核心原理

模板方法设计模式的核心原理是将公共逻辑抽取到抽象基类中，并在模板方法中定义算法的骨架。具体子类通过覆写模板方法中的可变部分来定制特定行为。

实战案例

考虑一个排序函数的示例，该函数可以对不同的数据类型进行排序。我们可以使用模板方法设计模式来创建排序函数的抽象基类和各种具体子类，针对每种数据类型进行定制排序。

代码示例

抽象基类 (Sorter):

public abstract class Sorter {

    protected void sort(Comparable[] elements) {
        // 公共排序逻辑

        for (int i = 1; i < elements.length; i++) {
            Comparable current = elements[i];
            int j = i - 1;
            while (j >= 0 && current.compareTo(elements[j]) < 0) {
                // 元素交换逻辑
                swap(elements, j, j + 1);
                j--;
            }
        }
    }

    protected abstract boolean compare(Comparable a, Comparable b);

    protected void swap(Comparable[] elements, int i, int j) {
        Comparable temp = elements[i];
        elements[i] = elements[j];
        elements[j] = temp;
    }

}

具体子类 (IntegerSorter):

public class IntegerSorter extends Sorter {

    @Override
    protected boolean compare(Comparable a, Comparable b) {
        return (int)a < (int)b;
    }

}

用法

Comparable[] integers = {5, 3, 7, 2, 1, 9};
Sorter sorter = new IntegerSorter();
sorter.sort(integers);

for (Comparable integer : integers) {
    System.out.print(integer + " ");
}

输出

1 2 3 5 7 9

优点

• 提升代码可复用性，通过抽象公共逻辑和定制可变部分来避免重复代码。
• 提高可扩展性，允许在不影响现有代码的情况下添加新功能（例如，排序其他数据类型）。
• 改善代码可读性和维护性，通过将关注点集中到可变部分来简化代码结构。

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