设计模式-模板方法模式

一、定义

模板方法模式(Template Method Pattern)的定义如下：

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 th algorithm's structure.(定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。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。)

模板方法模式的通用类图如图：

模板方法模式确实非常简单，仅仅使用了Java的继承机制，但他是一个应用非常广泛的模式。其中，AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分为两类：

• 基本方法
• 模板方法：完成固定的逻辑

为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上final关键字，不允许被覆写。

//抽象模板类
public abstract class AbstractClass {
    protected abstract void doSomething();
    
    protected abstract void doAnything();
    
    public void templateMethod() {
        this.doAnything();
        this.doSomething();
    }
}

//具体模板类
public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
    protected void doAnything() {
        //业务逻辑处理
    }
    
    protected void doSomething() {
        //业务逻辑处理
    }
}

public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
    protected void doAnything() {
        //业务逻辑处理
    }
    
    protected void doSomething() {
        //业务逻辑处理
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
        AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();
        
        class1.templateMethod();
        class2.templateMethod();
    }
}

注意：抽象模板中的基本方法尽量设计为protected类型，符合迪米特法则，不需要暴露的数据或方法尽量不要设置为protected类型。实现类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。

二、应用

2.1 优点

• 封装不变部分，扩展可变部分

把认为是不变部分的算法封装到父类实现，而可变部分的则可以通过集成来继续扩展。

• 提取公共部分代码，便于维护
• 行为由父类控制，子类实现

基本方法是由子类实现的，因此可以通过扩展的方式增加响应的功能，符合开闭原则。

2.2 缺点

按照我们的设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类完成具体的事物属性和方法。但是模板方法模式缺颠倒了，抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现，子类执行的结果影响了父类的结果，也就是子类对父类产生了影响。这在复杂的项目中，会带来代码阅读的难度，也会让新手产生不适感。

2.3 使用场景

• 多个子类有公共的方法，并且逻辑基本相同时。
• 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边相关细节功能则由各个子类实现。
• 重构时，模板方法是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。