《设计模式》- 模板方法模式

《模板方法模式》

     （本文是内容来源网络其它作者分享博文，结合自身的理解，仅作为知识记录）

　　简介：定义一个算法中的操作框架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

　　类型：行为类模式

　　类图：

　　

 

　　举个栗子：

　　程序员A拿到一个任务：给定一个整数数组，把数组中的数由小到大排序，然后把排序之后的结果打印出来。

经过分析之后，这个任务大体上可分为两部分：排序和打印，打印功能好实现，排序就有点麻烦了。但是A有办法，先把打印功能完成，排序功能另找人做。

首先定义一个抽象排序的类AbstractSort，程序员A定义了一个sort()抽象函数表示排序，打算找其它人完成此功能点。

第二步自己完成 shouSortResult (int[] array) 函数，把sort() 排序好并且显示出来

 

abstract class AbstractSort {
     
    /**
     * 将数组array由小到大排序
     * @param array
     */
    protected abstract void sort(int[] array);
     
    public final void showSortResult(int[] array){
        this.sort(array);
        System.out.print("排序结果：");
        for (int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.printf("%3s", array[i]);
        }
    }
}

A找到程序员B，让他帮忙实现sort()抽象函数排序的功能

程序员B一看，定义了一个ConcreteSort 类继承抽象类 AbstractSort，

class ConcreteSort extends AbstractSort {
 
    @Override
    protected void sort(int[] array){
        for(int i=0; i<array.length-1; i++){
            selectSort(array, i);
        }
    }
     
    private void selectSort(int[] array, int index) {
        int MinValue = 32767; // 最小值变量
        int indexMin = 0; // 最小值索引变量
        int Temp; // 暂存变量
        for (int i = index; i < array.length; i++) {
            if (array[i] < MinValue){ // 找到最小值
                MinValue = array[i]; // 储存最小值
                indexMin = i; 
            }
        }
        Temp = array[index]; // 交换两数值
        array[index] = array[indexMin];
        array[indexMin] = Temp;
    }
}

程序员B写好后A拿过来进行测试：

直接用抽象类对象new  排序类 ConcreteSort()，并调用自己写好的 showSortResult() 函数。

  public static int[] a = { 10, 32, 1, 9, 5, 7, 12, 0, 4, 3 }; // 预设数据数组
  public static void main(String[] args){
        AbstractSort s = new ConcreteSort();
        s.showSortResult(a);
    }

运行结果：

排序结果：  0  1  3  4  5  7  9 10 12 32

答：

• 模板方法：可以有一个或几个，一般是一个具体方法，sort() 就是模板方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调用，完成固定的逻辑。（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，不需要暴露的属性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）。
• 基本方法：是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用，文中showSortResult（一般都加上final关键字，防止被覆写）。
• 模板方法模式是通过父类建立框架，子类在重写了父类部分方法之后，在调用从父类继承的方法，产生不同的效果，通过修改子类，影响父类行为的结果，模板方法在一些开源框架中应用非常多，它提供了一个抽象类，然后开源框架写了一堆子类，如果需要扩展功能，可以继承此抽象类，然后覆写protected基本方法，然后在调用一个类似TemplateMethod()的模板方法，完成扩展开发。

优点：

• 封装不变部分，扩展可变部分。把认为不变部分的算法封装到父类中实现，而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。
• 提取公共部分代码，便于维护。
• 行为由父类控制，子类实现。

缺点：

• 按照设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类负责完成具体的事务属性和方法，但是模板方式正好相反，子类执行的结果影响了父类的结果，会增加代码阅读的难度。
• 编程界的一条法则：面向接口编程，而不是抽象编程。