模板方法模式

模板方法模式 

• 模板方法模式：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。（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 the algorithm's structure）

• 模板方法模式的通用类图非常简单，仅仅使用了Java的继承机制，但它是一个非常广泛的模式。其类图如下，其中AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分为两类：
  • 基本方法：是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用。（一般都加上final关键字，防止被覆写）
  • 模板方法：可以有一个或几个，一般是一个具体方法，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）

• • 上述通用类图的源码如下：

  • public abstract class AbstractClass {
        protected abstract void doAnything();
        protected abstract void doSomething();
        public final void templateMethod(){
            /*
             * 调用基本方法，完成相关的逻辑
             */
            this.doAnything();
            this.doSomething();
        }
    }
    public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
    
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子类实现具体
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
    }
    public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
    
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子类实现具体
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
    }

• 模板方法模式的优点

  • 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。

• 模板方法模式的缺点

  • 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。

• 模板方法模式的使用场景

  • 多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同
  • 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的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方法，把相同的代码抽取到父类中，然后通过构造函数约束其行为。

• 模板方法模式的扩展

如上通用类图中，若在ConcreteClass2中不想执行doSomething()方法,那么需要对模板方法做一些修改，其通用类图如下：

• • 通用类图的源码如下：

  • public abstract class AbstractClass {
        protected abstract void doAnything();
        protected abstract void doSomething();
        protected boolean isDoSomething(){ //父类方法返回真
            return true;
        }
        public final void templateMethod(){
            /*
             * 调用基本方法，完成相关的逻辑
             */
            this.doAnything();
            if(this.isDoSomething())
                this.doSomething();
        }
    }
    public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
        private boolean isDoSth;
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子类实现具体
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
        protected void setDo(boolean isDo){
            this.isDoSth = isDo;
        }
        protected boolean isDoSomething(){
            return isDoSth;
        }
    }

• 最佳实践

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。