НАВИГАЦИЯ

Шаблонный метод

Описание

Шаблонный метод — поведенческий шаблон проектирования, определяющий основу алгоритма и позволяющий наследникам переопределять некоторые шаги алгоритма, не изменяя его структуру в целом.

Шаблонный метод определяет каркас выполнения определённого алгоритма, но реализацию самих этапов делегирует дочерним классам.

Когда использовать «Шаблонный метод»?

Когда необходимо определить общую последовательность шагов алгоритма, но конкретную реализацию шагов нужно оставить гибкой.

Когда в классах есть повторяющийся код, который можно вынести в базовый класс, оставив дочерним классам возможность адаптировать отдельные этапы.

Когда необходимо следовать принципу открытости/закрытости: алгоритм можно расширить, не изменяя его структуру.

Основные участники паттерна

AbstractClass (Абстрактный класс) — определяет каркас алгоритма и включает шаги, которые могут быть реализованы по-разному.

ConcreteClass (Конкретный класс) — реализация, в которой переопределены шаги, оставленные для дочерних классов.

Пример реализации

Представим, что у нас есть процесс приготовления напитка. Основные шаги для его приготовления включают нагрев воды, добавление основного ингредиента и добавление дополнительных компонентов. Паттерн «Шаблонный метод» поможет вынести общие этапы в базовый класс, позволяя каждому типу напитка (например, чаю и кофе) определять свои особенности.

Шаг 1: Определим базовый класс с каркасом алгоритма

from abc import ABC, abstractmethod

class Beverage(ABC):
    def prepare_recipe(self):
        self.boil_water()
        self.brew()
        self.pour_in_cup()
        self.add_condiments()
        
    def boil_water(self):
        print("Boiling water")
    
    def pour_in_cup(self):
        print("Pouring into cup")

    @abstractmethod
    def brew(self):
        pass

    @abstractmethod
    def add_condiments(self):
        pass

Здесь:

Beverage — абстрактный класс с методом prepare_recipe, который является шаблонным методом, определяющим последовательность шагов.
Методы boil_water и pour_in_cup — общие для всех напитков и реализованы в базовом классе.
Методы brew и add_condiments — абстрактные, и их реализацию оставляем дочерним классам.

Шаг 2: Создадим конкретные классы для чая и кофе

class Tea(Beverage):
    def brew(self):
        print("Steeping the tea")
    
    def add_condiments(self):
        print("Adding lemon")

class Coffee(Beverage):
    def brew(self):
        print("Dripping coffee through filter")
    
    def add_condiments(self):
        print("Adding sugar and milk")

В этих классах:

Tea и Coffee наследуются от Beverage и реализуют свои версии методов brew и add_condiments.
У каждого напитка своя реализация этапов приготовления.

Шаг 3: Использование шаблонного метода

def main():
    print("Making tea:")
    tea = Tea()
    tea.prepare_recipe()

    print("\nMaking coffee:")
    coffee = Coffee()
    coffee.prepare_recipe()

main()

Как работает код?
Метод prepare_recipe определяет порядок выполнения шагов, который остается неизменным для всех потомков Beverage.

Каждый конкретный класс, например Tea и Coffee, реализует свои версии методов brew и add_condiments, но основной алгоритм остаётся одинаковым.

Преимущества

Код повторного использования. Общие шаги вынесены в базовый класс, что сокращает дублирование кода.

Гибкость. Конкретные классы могут переопределять только нужные этапы, сохраняя основной алгоритм.

Следование принципу открытости/закрытости. Шаблонный метод позволяет добавлять новые шаги или изменять их реализацию, не изменяя общий алгоритм.

Недостатки

Ограничение гибкости. Паттерн накладывает жёсткую структуру на алгоритм, и это может быть ограничением в некоторых ситуациях.

Зависимость от наследования. Дочерние классы могут переопределять методы только через наследование, что делает паттерн менее гибким, чем использование композиций.