模板模式,顧名思義,就是通過模板拓印的方式。
定義模板,就是定義框架、結構、原型。定義一個我們共同遵守的約定。
定義了模板,我們的剩余工作就是對其進行充實、豐潤,完善它的不足之處。
定義模板采用抽象類來定義,公共的結構化邏輯需要在抽象類中完成,只將非公共的部分邏輯抽象成抽象方法,留待子類充實實現。
所以上文所述不足之處就是這些抽象方法。
總的來說,模板模式就是通過抽象類來定義一個邏輯模板,邏輯框架、邏輯原型,然后將無法決定的部分抽象成抽象類交由子類來實現,一般這些抽象類的調用邏輯還是在抽象類中完成的。這么看來,模板就是定義一個框架,比如蓋房子,我們定義一個模板:房子要封閉,有門,有窗等等,但是要什么樣的門,什么樣的窗,這些並不在模板中描述,這個交給子類來完善,比如門使用防盜門,窗使用北向的窗等等。
我們不凡就以建房為例來見識一下模板模式如何:
模板抽象類:HouseTemplate
1 public abstract class HouseTemplate { 2 3 protected HouseTemplate(String name){ 4 this.name = name; 5 } 6 7 protected String name; 8 9 protected abstract void buildDoor(); 10 11 protected abstract void buildWindow(); 12 13 protected abstract void buildWall(); 14 15 protected abstract void buildBase(); 16 17 //公共邏輯 18 public final void buildHouse(){ 19 20 buildBase(); 21 buildWall(); 22 buildDoor(); 23 buildWindow(); 24 25 } 26 27 }
子類1:HouseOne
2 3 HouseOne(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 @Override 8 protected void buildDoor() { 9 System.out.println(name +"的門要采用防盜門"); 10 } 11 12 @Override 13 protected void buildWindow() { 14 System.out.println(name + "的窗戶要面向北方"); 15 } 16 17 @Override 18 protected void buildWall() { 19 System.out.println(name + "的牆使用大理石建造"); 20 } 21 22 @Override 23 protected void buildBase() { 24 System.out.println(name + "的地基使用鋼鐵地基"); 25 } 26 27 }
子類2:HouseTwo
1 public class HouseTwo extends HouseTemplate { 2 3 HouseTwo(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 @Override 8 protected void buildDoor() { 9 System.out.println(name + "的門采用木門"); 10 } 11 12 @Override 13 protected void buildWindow() { 14 System.out.println(name + "的窗戶要向南"); 15 } 16 17 @Override 18 protected void buildWall() { 19 System.out.println(name + "的牆使用玻璃制造"); 20 } 21 22 @Override 23 protected void buildBase() { 24 System.out.println(name + "的地基使用花崗岩"); 25 } 26 27 }
測試類:Clienter
1 public class Clienter { 2 3 public static void main(String[] args){ 4 HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1"); 5 HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2"); 6 houseOne.buildHouse(); 7 houseTwo.buildHouse(); 8 } 9 10 }
測試結果:
房子1的地基使用鋼鐵地基 房子1的牆使用大理石建造 房子1的門要采用防盜門 房子1的窗戶要面向北方 房子2的地基使用花崗岩 房子2的牆使用玻璃制造 房子2的門采用木門 房子2的窗戶要向南
房子1的地基使用鋼鐵地基 房子1的牆使用大理石建造 房子1的門要采用防盜門 房子1的窗戶要面向北方 房子2的地基使用花崗岩 房子2的牆使用玻璃制造 房子2的門采用木門 房子2的窗戶要向南
通過以上例子,我們認識了模板模式中的基本方法和模板方法,其中HouseTemplate中的buildHouse方法就是基本方法,其余四個均為模板方法。其中基本方法一般會用final修飾,保證其不會被子類修改,而模板方法則使用protected修飾,表明其需要在子類中實現。
其實,模板模式中還有一個鈎子方法的概念,有人稱,具有鈎子方法的模板模式才算完整,也許吧。
鈎子方法時干啥的呢?鈎子就是給子類一個授權,允許子類通過重寫鈎子方法來顛覆基本邏輯的執行,這有時候是非常有用的。就比如在蓋房子的時候,有一個需要子類來決定是否建造廁所間的需求時,可以這么實現:
模板抽象類:HouseTemplate
1 public abstract class HouseTemplate { 2 3 protected HouseTemplate(String name){ 4 this.name = name; 5 } 6 7 protected String name; 8 9 protected abstract void buildDoor(); 10 11 protected abstract void buildWindow(); 12 13 protected abstract void buildWall(); 14 15 protected abstract void buildBase(); 16 17 protected abstract void buildToilet(); 18 19 //鈎子方法 20 protected boolean isBuildToilet(){ 21 return true; 22 } 23 24 //公共邏輯 25 public final void buildHouse(){ 26 27 buildBase(); 28 buildWall(); 29 buildDoor(); 30 buildWindow(); 31 if(isBuildToilet()){ 32 buildToilet(); 33 } 34 } 35 36 }
子類1:HouseOne
1 public class HouseOne extends HouseTemplate { 2 3 HouseOne(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 HouseOne(String name, boolean isBuildToilet){ 8 this(name); 9 this.isBuildToilet = isBuildToilet; 10 } 11 12 public boolean isBuildToilet; 13 14 @Override 15 protected void buildDoor() { 16 System.out.println(name +"的門要采用防盜門"); 17 } 18 19 @Override 20 protected void buildWindow() { 21 System.out.println(name + "的窗戶要面向北方"); 22 } 23 24 @Override 25 protected void buildWall() { 26 System.out.println(name + "的牆使用大理石建造"); 27 } 28 29 @Override 30 protected void buildBase() { 31 System.out.println(name + "的地基使用鋼鐵地基"); 32 } 33 34 @Override 35 protected void buildToilet() { 36 System.out.println(name + "的廁所建在東南角"); 37 } 38 39 @Override 40 protected boolean isBuildToilet(){ 41 return isBuildToilet; 42 } 43 44 }
子類2:HouseTwo
public class HouseTwo extends HouseTemplate { HouseTwo(String name){ super(name); } @Override protected void buildDoor() { System.out.println(name + "的門采用木門"); } @Override protected void buildWindow() { System.out.println(name + "的窗戶要向南"); } @Override protected void buildWall() { System.out.println(name + "的牆使用玻璃制造"); } @Override protected void buildBase() { System.out.println(name + "的地基使用花崗岩"); } @Override protected void buildToilet() { System.out.println(name + "的廁所建在西北角"); } }
測試類:Clienter
1 public class Clienter { 2 3 public static void main(String[] args){ 4 HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1", false); 5 HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2"); 6 houseOne.buildHouse(); 7 houseTwo.buildHouse(); 8 } 9 10 }
測試結果:
房子1的地基使用鋼鐵地基
房子1的牆使用大理石建造
房子1的門要采用防盜門
房子1的窗戶要面向北方
房子2的地基使用花崗岩
房子2的牆使用玻璃制造
房子2的門采用木門
房子2的窗戶要向南
房子2的廁所建在西北角
房子1的地基使用鋼鐵地基 房子1的牆使用大理石建造 房子1的門要采用防盜門 房子1的窗戶要面向北方 房子2的地基使用花崗岩 房子2的牆使用玻璃制造 房子2的門采用木門 房子2的窗戶要向南 房子2的廁所建在西北角
通過直接結果我們可以清晰的看到,我們通過重寫鈎子方法自定義了房子1不需要建造廁所(fasle)。
鈎子方法的作用也就一目了然啦。
模板模式的關鍵點:
1、使用抽象類定義模板類,並在其中定義所有的基本方法、模板方法,鈎子方法,不限數量,以實現功能邏輯為主。其中基本方法使用final修飾,其中要調用基本方法和鈎子方法,基本方法和鈎子方法可以使用protected修飾,表明可被子類修改。
2、定義實現抽象類的子類,重寫其中的模板方法,甚至鈎子方法,完善具體的邏輯。
使用場景:
1、在多個子類中擁有相同的方法,而且邏輯相同時,可以將這些方法抽出來放到一個模板抽象類中。
2、程序主框架相同,細節不同的情況下,也可以使用模板方法。