模板方法模式
模板方法模式(Tempate Method Pattern) 是一种简单的、常见的且应用非常广泛的模式。
1模板方法模式的定义
模板方法模式的英文原文是：
Define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm whitout changing the algorithm's structure.
翻译过来就是：
定义一个操作中的算法框架，进而推迟一些步骤的执行，将其延迟到子类中。模板方法使得子类不改变算法的结构的情况下，而改变算法。(排序算法、查找算法等)
模板方法涉及到的2个角色：
- 抽象模板(Abstract Template)角色:该角色定义一个或多个抽象操作，以便让子类实现；这些抽象操作是基本操作，是一个顶级逻辑的组成步骤。还需要定义并实现一个或几个模板方法，这些模板方法一般是具体方法，即一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。
- 具体模板(Concrete Template)角色:该角色实现抽象模板中定义的一个或多个抽象方法，每一个抽象模板角色都可以有人以多个具体模板角色与之对应，而每一个具体模板角色都可以给出这些抽象方法的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。
引例
创建抽象方法类
AbstractClass.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.引例;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 抽象方法
* @CreateTime 2020-12-05 08:52:29
*/
public abstract class AbstractClass {
//基本方法
protected abstract void operation();
//模板方法
public void templateMethod()
{
//调用基本方法，完成相关的逻辑
this.operation();
}
}创建模板方法的实现类
ConcreteClass.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.引例;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 具体模板方法
* @CreateTime 2020-12-05 08:54:45
*/
public class ConcreteClass extends AbstractClass {
//实现基本业务方法
@Override
protected void operation() {
//业务逻辑
System.out.println("具体的业务逻辑实现方法。");
}
}创建测试类
Client.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.引例;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 测试类
* @CreateTime 2020-12-05 08:56:06
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractClass concreteClass = new ConcreteClass();
//调用模板方法
concreteClass.templateMethod();
}
}测试结果
2模板方法模式的应用
a.模板方法模式的优点
- 封装不变的部分，扩展可变的部分。不变的部分封装到父类中实现，而可变的部分则可通过继承进行扩展。
- 提取公共部分代码，便于维护。将公共部分的代码抽取出来放在父类中，维护时只需要修改父类中的代码。
- 行为由父类控制，子类实现。模板方法模式中的基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展增加相应的功能，符合开闭原则。
b.模板方法模式的使用场景
- 多个子类有公共方法，并且逻辑基本相同。
- 可以把重要的、复杂的、核心的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，模板方法模式是一个经常使用的模式，将相同的代码抽取到父类中。
3模板方法实例
使用模板方法模式，计算银行活期和定期账户的利息。
由于利息计算是两个步骤：
- 确定账户类型，是活期账户，还是定期账户；
- 确定利息的百分比。
这两个基本的方法抽象到模板类Account中，而具体的实现步骤留给具体的模板类，即Account的子类DemandAccount和FixedAccount来实现。
模拟银行利率计算的类图
创建抽象模板方法：
确定账户类型方法、确定利息的抽象方法交给子类实现。模板方法来计算账户利息。
Account.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.例1;
import java.math.BigDecimal;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 抽象模板方法，抽象账户类
* @CreateTime 2020-12-05 12:46:29
*/
public abstract class Account {
//账号
private String username;
//构造函数
public Account(String username){
this.username = username;
}
//抽象方法，留给子类实现
//基本方法
//确定账户类型
public abstract String getAccountType();
//确定利息
public abstract double getAccountRate();
//根据账户类型和账号确定账户金额
public double getAccountMoney(String accountType,String username)
{
//模拟从数据库取值
return 3279.0D;
}
//模板方法，计算账户利息
public String calculateInterest(){
//获得账户类型
String accountType = getAccountType();
//获得比率
double accountRate = getAccountRate();
//获得账户余额
double accountMoney = getAccountMoney(accountType, username);
//账户余额*利率
return username+"账户的利息为"+accountMoney*accountRate;
}
}创建定期和活期账户的实现类，并具体实现抽象模板方法。
DemandAccount.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.例1;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 活期存款
* @CreateTime 2020-12-05 13:05:49
*/
public class DemandAccount extends Account {
public DemandAccount(String username) {
super(username);
}
@Override
public String getAccountType() {
return "活期";
}
@Override
public double getAccountRate() {
return 0.005;
}
}FixedAccount.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.例1;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 定期(1年)
* @CreateTime 2020-12-05 13:06:56
*/
public class FixedAccount extends Account {
public FixedAccount(String username) {
super(username);
}
@Override
public String getAccountType() {
return "定期一年";
}
@Override
public double getAccountRate() {
return 0.035;
}
}创建测试类
Client.java
package com.eric.行为型模式.模板方法模式.例1;
/**
* @author Eric
* @ProjectName my_design_23
* @description 测试类
* @CreateTime 2020-12-05 13:07:49
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//活期账户
Account demandAccount = new DemandAccount("张三");
System.out.println(demandAccount.calculateInterest());
// 定期账户
Account fixedAccount = new FixedAccount("王二麻子");
System.out.println(fixedAccount.calculateInterest());
}
}