行为类型11-8：模板模式(Template Pattern)

1. 概述

在模板模式（Template Pattern）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。
TemplateMethod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。

2.介绍

2.1 意图

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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。

2.2 主要解决

一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

2.3 何时使用

有一些通用的方法。

2.4 如何解决

将这些通用算法抽象出来。

2.5 关键代码

在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

2.6 应用实例

1、在造房子的时候，地基、走线、水管都一样，只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异。 2、西游记里面菩萨定好的 81 难，这就是一个顶层的逻辑骨架。 3、spring 中对 Hibernate 的支持，将一些已经定好的方法封装起来，比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等，程序员不重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存。

2.7 优点

1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。

2.8 缺点

每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

2.9 使用场景

1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。

2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

3.一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。

4.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。首先识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。

5.控制子类扩展。

2.10 注意事项

为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。

3. 参与者

1.AbstractClass
	定义抽象的原语操作（primitiveoperation），具体的子类将重定义它们以实现一个算法的各步骤。
	实现一个模板方法,定义一个算法的骨架。
	该模板方法不仅调用原语操作，也调用定义在AbstractClass或其他对象中的操作。

2.ConcreteClass
	实现原语操作以完成算法中与特定子类相关的步骤。

4. 类图

5. 例子

5.1 AbstractClass

public abstract class Template {
    public abstract void print();
    
    public void update() {
        System.out.println("开始打印");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            print();
        }
    }
}

5.2 ConcreteClass

public class TemplateConcrete extends Template {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("这是子类的实现");
    }
}

Test

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Template temp = new TemplateConcrete();
        temp.update();
    }
}

result

开始打印
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现
这是子类的实现

6. 示例2

我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类，其中，模板方法设置为 final，这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类，它们重写了抽象类的方法。

TemplatePatternDemo，我们的演示类使用 Game 来演示模板模式的用法。

6.1

public abstract class Game {
    abstract void initialize();
    abstract void startPlay();
    abstract void endPlay();

    public final void play(){
        initialize();

        startPlay();

        endPlay();
    }
}

class Cricket extends Game {
    @Override
    void initialize() {
        System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
    }

    @Override
    void startPlay() {
        System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
    }

    @Override
    void endPlay() {
        System.out.println("Cricket Game Finished!");
    }
}

class Football extends Game {
    @Override
    void initialize() {
        System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
    }

    @Override
    void startPlay() {
        System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
    }

    @Override
    void endPlay() {
        System.out.println("Football Game Finished!");
    }
}

test

public class TemplatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Game game = new Cricket();
        game.play();
        System.out.println();
        game = new Football();
        game.play();
    }
}

result

Cricket Game Initialized! Start playing.
Cricket Game Started. Enjoy the game!
Cricket Game Finished!

Football Game Initialized! Start playing.
Football Game Started. Enjoy the game!
Football Game Finished!