Java設(shè)計(jì)模式-模板方法模式

hellowoody 發(fā)布于2019-08-19 11:47 / 1661人閱讀

摘要：重構(gòu)時(shí)，模板方法模式是一個(gè)經(jīng)常使用的模式，把相同的代碼抽取到父類中，然后通過鉤子函數(shù)詳見后面的擴(kuò)展示例約束其行為。

定義

Define the skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps to subclasses.Template
Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm"s
structure.

定義一個(gè)操作中的算法的框架，而將一些步驟延遲到子類中。使得子類可以不改
變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。

模板方法模式非常簡(jiǎn)單，主要是用了Java的繼承機(jī)制，話不多說，直接上代碼

實(shí)現(xiàn) 抽象模板類

public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();

    /**
     * 基本方法，可以有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }

    /**
     * 模板方法，為了防止惡意的操作，一般模板方法都加上final關(guān)鍵字，不允許被覆寫
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();
    }

}

具體模板類

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父類的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，我要覆蓋它");
    }
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }
    
    // 使用父類doAnything()的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)
}

客戶端代碼

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass a = new ConcreteClassA();
        a.templateMethod();

        AbstractClass b = new ConcreteClassB();
        b.templateMethod();
    }
}

優(yōu)點(diǎn)

封裝不變部分，擴(kuò)展可變部分

提取公共部分代碼，便于維護(hù)

行為由父類控制，子類實(shí)現(xiàn)

缺點(diǎn)

子類影響父類

按照我們的設(shè)計(jì)習(xí)慣，抽象類負(fù)責(zé)聲明最抽象、最一般的事物屬性和方法，實(shí)現(xiàn)類完成

具體的事物屬性和方法。但是模板方法模式卻顛倒了，抽象類定義了部分抽象方法，由子類
實(shí)現(xiàn)，子類執(zhí)行的結(jié)果影響了父類的結(jié)果，也就是子類對(duì)父類產(chǎn)生了影響，這在復(fù)雜的項(xiàng)目
中，會(huì)帶來代碼閱讀的難度，而且也會(huì)讓新手產(chǎn)生不適感。

模板方法使用繼承方式復(fù)用代碼，如果要在基本算法里面增加一個(gè)步驟，而該步驟是抽象的話，每個(gè)子類都要修改代碼，實(shí)現(xiàn)這個(gè)步驟。

使用場(chǎng)景

多個(gè)子類有公有的方法，并且邏輯基本相同時(shí)。

重要、復(fù)雜的算法，可以把核心算法設(shè)計(jì)為模板方法，周邊的相關(guān)細(xì)節(jié)功能則由各個(gè)

子類實(shí)現(xiàn)。

重構(gòu)時(shí)，模板方法模式是一個(gè)經(jīng)常使用的模式，把相同的代碼抽取到父類中，然后通

過鉤子函數(shù)（詳見后面的擴(kuò)展示例）約束其行為。

擴(kuò)展

模板方法模式的擴(kuò)展，主要就是增加了鉤子方法（Hook Method），那么什么是“鉤子方法”呢？

在抽象模板類中，可以定義一個(gè)方法，并允許子類視情況覆蓋它來改變基本方法的執(zhí)行過程（比如決定某些步驟是否需要執(zhí)行）

鉤子方法的作用

讓子類實(shí)現(xiàn)算法中的可選部分，算法中的某些步驟是可選的，子類可以做出決定是否需要這些步驟

如果鉤子對(duì)于子類的實(shí)現(xiàn)不重要時(shí)，子類可以對(duì)鉤子置之不理

下面是增加鉤子方法后的模板方法模式通用代碼：

抽象模板類

public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();

    /**
     * 基本方法
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }

    /**
     * 依賴于鉤子方法的基本方法
     */
    protected abstract void dependOnHook();

    /**
     * 模板方法，為了防止惡意的操作，一般模板方法都加上final關(guān)鍵字，不允許被覆寫
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();

        if (hook()){
            dependOnHook();
        }

    }

    /**
     * 鉤子方法：空實(shí)現(xiàn)或默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，子類可以覆寫；由子類的一個(gè)方法返回值決定公共部分的執(zhí)行結(jié)果
     * @return
     */
    protected boolean hook(){
        System.out.println("AbstractClass hook()");
        return true;
    }
}

具體模板類

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父類的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，我要覆蓋它");
    }

    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassA dependOnHook()");
    }

    // 沒有覆寫鉤子方法，使用默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，dependOnHook()將會(huì)被調(diào)用
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }

    // 使用父類doAnything()的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)

    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassB dependOnHook()");
    }

    /**
     * 覆寫鉤子方法，改變默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，改變公共部分（模板方法）的行為，dependOnHook()不會(huì)被調(diào)用
     * @return
     */
    @Override
    protected boolean hook(){
        System.out.println("ConcreteClassB hook()");
        return false;
    }
}

源碼地址：https://gitee.com/tianranll/java-design-patterns.git

參考文獻(xiàn)《設(shè)計(jì)模式之禪》