模板方法模式

前言

最近在看《Spring实战第三版》（因为涛神说他的东西又可能要用java做。。），在第五章征服数据库中遇到了模版方法模式。

《JAVA与模式》之模板方法模式 —— java_my_life
模板方法模式深度解析 —— LoveLion

定义

模版方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同子类可以以不同方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。

定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

模板方法模式中的方法

模板方法中的方法可以分为两大类：模板方法和基本方法。

模板方法

模板方法所代表的行为称为顶级行为，其逻辑称为顶级逻辑。

一个模板方法是定义在抽象类中的，把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或者总行为的方法。

一个抽象类可以有任意多个模板方法，而不限于一个。每个模板方法都可以调用任意多个具体方法。

基本方法

基本方法可以分为三种：抽象方法（Abstract Method）、具体方法（Concrete Method）和钩子方法（Hook Method）

• 抽象方法 一个抽象方法由抽象类声明，由具体子类实现（强迫具体子类实现这个步骤的具体细节）。
• 具体方法 一个具体方法由抽象类声明并实现，而子类并不实现或置换。
• 钩子方法 钩子方法由抽象类声明并实现，而子类会加以扩展。钩子方法使子类可以控制父类的行为。

钩子方法又可以分为两类：

• 与具体步骤挂钩 用以实现在不同条件下执行模板方法中的不同步骤，返回值通常为boolean型，命名一般以is开头，默认返回一般为true，具体子类可重写这个方法更改判断条件。
• 方法本身执行步骤 如果有一些步骤存在但不一定要执行，可以在抽象类中实现并且通常实现体为空。实现体为空表示这个步骤默认什么都不做，当然也可以在实现体中加入一些代码作为默认实现。具体子类可以重写这些方法来覆盖默认实现。这种钩子方法一般以do开头（Servlet中的doGet()、doPost()）。

一个很无聊的例子:

public class Template1 {
    //这里使用内部类只是为了偷懒
	static abstract class Template {
		public final void exe() {
			if(isAllowSay()) {
				say();
			}
			doRun();
		}
		protected boolean isAllowSay() {
			return true;
		}
		protected void doRun(){ }
		private void say() {
			System.out.println("lalal");
		}
	}
	static class Run extends Template {
		@Override
		protected boolean isAllowSay() {
			return false;
		}
		@Override
		protected void doRun(){
			System.out.println("running...");
		}
	}
	static class Say extends Template {
	    @Override
		protected void doRun(){
			System.out.println("running...");
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		(new Say()).exe();
		System.out.println("------");
		(new Run()).exe();
	}
}
/* OUTPUT:
lalal
running...
------
running...
*/

模板方法模式的优缺点和适用场景

优点

1. 在父类中形式化地定义一个算法，而由它的子类来实现细节的处理，在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。
2. 模板方法模式是一种代码复用技术，它在类库设计中尤为重要，它提取了类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类来实现不同的行为，它鼓励我们恰当使用继承来实现代码复用。
3. 可实现一种反向控制结构，通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。
4. 在模板方法模式中可以通过子类来覆盖父类的基本方法，不同的子类可以提供基本方法的不同实现，更换和增加新的子类很方便，符合单一职责原则和开闭原则。

缺点

需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类，如果父类中可变的基本方法太多，将会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，此时，可结合桥接模式来进行设计。

适用场景

1. 对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。即：一次性实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类来实现。
2. 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
3. 需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行，实现子类对父类的反向控制。