模板方法模式 

• 模板方法模式：定義一個算法中的操作框架，而將一些步驟延遲到子類中。使得子類可以不改變算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。（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類圖非常簡單，僅僅使用了Java的繼承機制，但它是一個非常廣泛的模式。其類圖如下，其中AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分為兩類：
  • 基本方法：是由子類實現的方法，並且在模板方法被調用。（一般都加上final關鍵字，防止被覆寫）
  • 模板方法：可以有一個或幾個，一般是一個具體方法，也就是一個框架，實現對基本方法的調用，完成固定的邏輯。（抽象模板中的基本方法盡量設計為protected類型，符合迪米特法則，不需要暴露的屬性或方法盡量不要設置為protected類型。實現類若非必要，盡量不要擴大父類中的訪問權限）

 

• • 上述通用類圖的源碼如下：

  • public abstract class AbstractClass {
        protected abstract void doAnything();
        protected abstract void doSomething();
        public final void templateMethod(){
            /*
             * 調用基本方法，完成相關的邏輯
             */
            this.doAnything();
            this.doSomething();
        }
    }
    public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
    
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子類實現具體
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
    }
    public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
    
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子類實現具體
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
    }

     

• 模板方法模式的優點

  • 封裝不變部分，擴展可變部分。把認為不變部分的算法封裝到父類中實現，而可變部分的則可以通過繼承來繼續擴展。
  • 提取公共部分代碼，便於維護。
  • 行為由父類控制，子類實現。

• 模板方法模式的缺點

  • 按照設計習慣，抽象類負責聲明最抽象、最一般的事物屬性和方法，實現類負責完成具體的事務屬性和方法，但是模板方式正好相反，子類執行的結果影響了父類的結果，會增加代碼閱讀的難度。

• 模板方法模式的使用場景

  • 多個子類有共有的方法，並且邏輯基本相同
  • 重要、復雜的算法，可以把核心算法設計為模板方法，周邊的相關細節功能則由各個子類實現
  • 重構時，模板方法是一個經常使用的方法，把相同的代碼抽取到父類中，然后通過構造函數約束其行為。

• 模板方法模式的擴展

如上通用類圖中，若在ConcreteClass2中不想執行doSomething()方法,那么需要對模板方法做一些修改，其通用類圖如下：

 

• • 通用類圖的源碼如下：

  • public abstract class AbstractClass {
        protected abstract void doAnything();
        protected abstract void doSomething();
        protected boolean isDoSomething(){ //父類方法返回真
            return true;
        }
        public final void templateMethod(){
            /*
             * 調用基本方法，完成相關的邏輯
             */
            this.doAnything();
            if(this.isDoSomething())
                this.doSomething();
        }
    }
    public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
        private boolean isDoSth;
        @Override
        protected void doAnything() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //子類實現具體
        }
    
        @Override
        protected void doSomething() {
            // TODO Auto-generated method stub    
        }
        protected void setDo(boolean isDo){
            this.isDoSth = isDo;
        }
        protected boolean isDoSomething(){
            return isDoSth;
        }
    }

     

• 最佳實踐

模板方法模式是通過父類建立框架，子類在重寫了父類部分方法之后，在調用從父類繼承的方法，產生不同的效果，通過修改子類，影響父類行為的結果，模板方法在一些開源框架中應用非常多，它提供了一個抽象類，然后開源框架寫了一堆子類，如果需要擴展功能，可以繼承此抽象類，然后覆寫protected基本方法，然后在調用一個類似TemplateMethod()的模板方法，完成擴展開發。