设计模式之: 模板方法模式

什么是模板方法模式

    模板方法(Template Method)设计模式中使用了一个类方法templateMethod(), 该方法是抽象类中的一个具体方法, 这个方法的作用是对抽象方法序列排序,具体实现留给具体类来完成.关键在于模板方法模式定义了操作中算法的"骨架",而由具体类来实现.

 

 什么时候使用模板方法

如果已经明确算法中的一些步骤, 不过这些步骤可以采用多种不同的方法实现, 就可以使用模板方法调试.如果算法中的步骤不变, 可以把这些步骤留给子类具体实现.在这种情况下, 可以使用模板方法设计模式来组织抽象类中的基本操作(函数/方法).然后由子类来实现应用所需的这些操作.

 

还有一种用法稍微复杂一些, 可能需要把子类共同的行为放在一个类中, 以避免代码重复.

如果使用多个类来解决同一个大型问题, 可能很快就会出现重复代码.

还有一点,可以使用模板方法模式控制子类扩展,也就是所谓的"钩子".

 

示例

在PHP编程中,可能经常会遇到一个问题: 要建立带图题的图像. 这个算法相当简单, 就是显示图像, 然后的图像下面显示文本.

由于模板设计中只涉及两个参与者, 所以这是最容易理解的模式之一, 同时也非常有用. 抽象建立templateMethod(),并由具体类实现这个方法.

 

抽象类

抽象类是这里的关键, 因为它同时包含具体和抽象方法. 模板方法往往是具体方法, 其操作是抽象的

两个抽象方法分别是addPicture和addTitile,这两个操作都包含一个参数, 分别表示图像的URL信息和图像标题.

Template.php

<?php
abstract class Template
{
    protected $picture;
    protected $title;
    public function display($pictureNow, $titleNow)
    {
        $this->picture = $pictureNow;
        $this->title = $titleNow;
        $this->addPicture($this->picture);
        $this->addTitle($this->title);
    }
    abstract protected function addPicture($picture);
    abstract protected function addTitle($title);
}

具体类

Concrete.php

<?php
include_once('Template.php');
class Concrete extends Template
{
    protected function addPicture($picture)
    {
        $this->picture = 'picture/' . $picture;
        echo  "图像路径为:" . $this->picture . '<br />';
    }
    protected function addTitle($title)
    {
        $this->title = $title;
        echo "<em>标题: </em>" . $this->title . "<br />";
    }
}

客户

Client.php

<?php
function __autoload($class_name)
{
    include $class_name . '.php';
}
class Client
{
    public function __construct()
    {
        $title = "chenqionghe is a handsome boy";
        $concrete = new Concrete();
        $concrete->display('chenqionghe.png', $title);
    }
}
$worker = new Client();

$concrete变量实例化了Concrete, 但是它调用了display模板方法, 这是从父类继承的具体操作, 父类通过display()调用子类的操作.

运行后输出

图像路径为:picture/chenqionghe.png
标题: chenqionghe is a handsome boy

可以看到,客户只需要提供图像地址和标题

 

模板方法设计模式中的钩子

有时模板方法函数可能有一个你不想要的步骤, 某些特定情况下你可能不希望执行这个步骤, 这时候就可以用到模板方法的钩子.

在模板方法设计模式中, 利用钩子可以将一个方法作为模板的一部分,不过不一定会用到这个方法, 换句话说, 它是方法的一部分,不过它包含一个钩子, 可以处理例外情况. 子类可以为算法增加一个可选元素, 这样一来, 尽管仍按模板方法建立的顺序执行, 但有可能并不完成模板方法期望的动作. 对于这种可选的情况, 钩子就是解决这个问题最理想的工具.

示例

    去网购商品, 登场8折, 如果总商品费用超过200元, 就免去12.95元钱运费.

 

建立钩子

在模板方法中建立钩子方法很有意思, 尽管子类可以改变钩子的行为, 但仍然要遵循模板中定义的顺序

IHook.php

<?php
abstract class IHook
{
    protected $hook;
    protected $fullCost;
    public function templateMethod($fullCost, $hook)
    {
        $this->fullCost = $fullCost;
        $this->hook = $hook;
        $this->addGoods();
        $this->addShippingHook();
        $this->displayCost();
    }
    protected abstract function addGoods();
    protected abstract function addShippingHook();
    protected abstract function displayCost();
}

这里有3个抽象方法: addGoods(), addShippingHook(),displayCost(), 抽象类IHook实现的templateMethod()中确定了它们的顺序. 在这里, 钩子方法放在中间, 实际上模板方法指定的顺序中, 钩子可以放在任意位置. 模板方法需要两个参数, 一个是总花费, 另外还需要一个变量用来确定顾客是否免收运费.

 

实现钩子

一旦抽象类中建立了这些抽象方法, 并指定了它们执行的顺序, 子类将实现所有这3个方法:

Concrete.php

<?php
class Concrete extends IHook
{
    protected function addGoods()
    {
        $this->fullCost = $this->fullCost * 0.8;
    }
    protected function addShippingHook()
    {
        if(!$this->hook)
        {
            $this->fullCost += 12.95;
        }
    }
    protected function displayCost()
    {
        echo "您需要支付: " . $this->fullCost . '元<br />';
    }
}

addGoods和displayCost都是标准方法, 只有一个实现., 不过, addShippingHook的实现有所不同, 其中有一个条件来确定是否增加运费. 这就是钩子.

客户Client

Client.php

<?php
function __autoload($class_name)
{
    include $class_name . '.php';
}
class Client
{
    private $totalCost;
    private $hook;
    public function __construct($goodsTotal)
    {
        $this->totalCost = $goodsTotal;
        $this->hook = $this->totalCost >= 200;
        $concrete = new Concrete();
        $concrete->templateMethod($this->totalCost, $this->hook);
    }
}
$worker = new Client(100);
$worker = new Client(200);

该Client演示了分别购买100块钱和200块钱的商品最后的费用,运行结果如下　　

您需要支付: 92.95元
您需要支付: 160元