Система шаблонных конструкций (Template Method) – это паттерн проектирования, применяющийся в объектно-ориентированном программировании. Он позволяет определить общий алгоритм действий для выполнения задачи, оставляя реализацию отдельных деталей ведущей роли классам.
Template Method - это поведенческий паттерн проектирования, который определяет "скелет" алгоритма, оставляя реализацию отдельных шагов на усмотрение подклассов.
Суть паттерна заключается в том, что он определяет базовый алгоритм в абстрактном классе и отвечает за структуру алгоритма, используя шаги, которые могут быть переопределены в подклассах. При этом базовый класс определяет порядок выполнения шагов и управляет выполнением алгоритма в целом.
Внутри класса находится абстрактный метод, который должен быть определен в каждом дочернем классе. Базовый класс вызывает этот метод в процессе своей работы, оставляя дополнительные детали на реализацию подклассов.
В целом, Template Method позволяет избежать дублирования кода в подклассах, так как общие участки кода вынесены в абстрактный класс, а детали реализации описаны в каждом подклассе. Это облегчает сопровождение и расширение кода, так как изменения в алгоритме могут быть внесены в базовый класс, а не в каждый подкласс.
ОСНОВНЫЕ ТЕЗИСЫ И МЕТОДЫ:
1. Абстрагирование частей алгоритма, которые могут быть различными в дочерних классах, в абстрактный базовый класс. Это позволяет избежать дублирования кода.
2. Использование верхнеуровневого метода в абстрактном классе, который определяет порядок выполнения частей алгоритма и некоторые базовые действия. Этот метод может быть переопределен в конкретных классах-наследниках.
3. Определение абстрактных методов в базовом классе, которые будут вызываться в ходе выполнения алгоритма. Эти методы должны быть реализованы в дочерних классах.
4. Переопределение абстрактных методов в конкретных классах-наследниках, чтобы задать специфическую реализацию для каждого шага алгоритма.
5. Возможность расширения и модификации алгоритма, добавляя новые методы и переопределяя существующие.
6. Удобство использования для разработчиков, которые могут создавать новые классы, не беспокоясь о базовых аспектах алгоритма, таких как порядок выполнения шагов.
7. Template Method является частью шаблонов проектирования поведения и может использоваться в сочетании с другими шаблонами, такими как Strategy и Command.
СШК в ИНЖЕНЕРИИ
Система шаблонных конструкций, или Template Method в инженерном деле используется для создания изобретений, позволяя инженерам экономить время и сокращать расходы на разработку новых продуктов.
Метод шаблонов позволяет инженерам создавать стандартизированные процессы и процедуры, которые могут быть использованы при проектировании новых изделий. Они определяют общие этапы и подходы к решению задач, а также основные технологические и конструктивные решения для достижения желаемых результатов.
Использование системы шаблонных конструкций позволяет ускорить процесс проектирования изделий и повысить его эффективность. Это достигается за счет того, что часть процесса проектирования уже определена в стандартизированных шаблонах, и инженерам не нужно тратить время на изобретение данной процедуры снова при каждом новом проекте.
Метод шаблонов также может сильно сократить расходы на проектирование, поскольку инженеры могут использовать уже наработанные и опробованные конструктивные решения и основные стратегии проектирования в своих новых проектах. Это позволяет сэкономить время и деньги на исследование и разработку новых решений.
Таким образом, система шаблонных конструкций является эффективным инструментом для оптимизации и ускорения процесса проектирования в инженерном деле, позволяя инженерам создавать новые продукты более быстро, эффективно и экономично.
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
1. Геология: при анализе геологических данных и определении состава горных пород Template Method может быть использован для создания общего алгоритма исследования, который может быть применен для различных местоположений и типов пород. Конкретные классы могут реализовывать детали исследования, такие как методы образцов и анализа.
2. Биология: при исследовании генетических данных Template Method может быть использован для создания общего алгоритма анализа генетических данных, который может быть применен для разных видов животных или растений. Конкретные классы могут реализовывать различия в исследуемых генах и методах анализа.
3. Физика: при создании алгоритмов моделирования физических процессов, Template Method может быть использован для создания общего алгоритма моделирования, который может быть применен для разных типов физических систем и процессов. Конкретные классы могут реализовывать специфические детали, такие как материалы, параметры и начальные условия.
4. Компьютерная наука: в создании программного обеспечения шаблон Template Method может быть использован для определения общей логики и алгоритмов для разных видов программ. Например, для сортировки данных, определения маршрутов в моделировании транспортной сети и т.д.
5. Конструирование: при создании моделей и устройств Template Method может использоваться для создания общих шагов, которые могут быть применены для различных типов продуктов. Например, для создания устройств определенного типа, на первых этапах используются шаги, которые определены в абстрактном классе, а наследующие классы реализуют специфические детали.