设计模式经典-模板模式

发表于 2017-03-15 更新于 2024-04-10 分类于技术相关

定义

模板方法模式是类的行为模式。
准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。

角色

这里写图片描述
　

抽象模板(Abstract Template)角色有如下责任

定义了一个或多个抽象操作，以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作，它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法，它给出了一个顶级逻辑的骨架，而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中，推迟到子类实现。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。

具体模板(Concrete Template)角色又如下责任：

实现父类所定义的一个或多个抽象方法，它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
每一个抽象模板角色都可以有任意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（也就是顶级逻辑的组成步骤）的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

优点

封装不变部分，扩展可变部分。把认为是不变部分的算法封装到父类实现，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。我们例子中刚刚走过的弯路就是最好的证明，如果我们不抽取到父类中，任由这种散乱的代码发生，想想后果是什么样子？维护人员为了修正一个缺陷，需要到处查找类似的代码！
行为控制交由子类来实现。基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能，符合开闭原则。

缺点

按照我们设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类完成具体的事物属性和方法，但是模板方法模式却颠倒了，抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现，子类执行的结果影响了父类的结果，也就是子类对父类产生了影响，这在复杂的项目中，会带来代码阅读的难度，而且也会让新手产生不适感。
模板方法模式的使用场景

模板方法模式的使用场景

多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时。
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，模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

实例

抽象模板角色类，abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤，这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。

public abstract class AbstractTemplate {  
    /**  
     * 模板方法  
     */  
    public void templateMethod(){  
        //调用基本方法  
        abstractMethod();  
        hookMethod();  
        concreteMethod();  
    }  
    /**  
     * 基本方法的声明（由子类实现）  
     */  
    protected abstract void abstractMethod();  
    /**  
     * 基本方法(空方法)  
     */  
    protected void hookMethod(){}  
    /**  
     * 基本方法（已经实现）  
     */  
    private final void concreteMethod(){  
        //业务相关的代码  
    }  
}

　
具体模板角色类，实现了父类所声明的基本方法，
abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑
hookMethod()方法是可选择实现的逻辑，不是必须实现的。

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{  
    //基本方法的实现  
    @Override  
    public void abstractMethod() {  
        //业务相关的代码  
    }  
    //重写父类的方法  
    @Override  
    public void hookMethod() {  
        //业务相关的代码  
    }  
}

模板方法模式中的方法

模板方法

一个模板方法是定义在抽象类中的，把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。
一个抽象类可以有任意多个模板方法，而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。

基本方法

基本方法又可以分为三种：抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。

抽象方法：一个抽象方法由抽象类声明，由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标示。
具体方法：一个具体方法由抽象类声明并实现，而子类并不实现或置换。
钩子方法：一个钩子方法由抽象类声明并实现，而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现，作为方法的默认实现。

在上面的例子中，AbstractTemplate是一个抽象类，它带有三个方法。其中abstractMethod()是一个抽象方法，它由抽象类声明为抽象方法，并由子类实现；hookMethod()是一个钩子方法，它由抽象类声明并提供默认实现，并且由子类置换掉。concreteMethod()是一个具体方法，它由抽象类声明并实现。

默认钩子方法

一个钩子方法常常由抽象类给出一个空实现作为此方法的默认实现。这种空的钩子方法叫做“Do Nothing Hook”。显然，这种默认钩子方法在缺省适配模式里面已经见过了，一个缺省适配模式讲的是一个类为一个接口提供一个默认的空实现，从而使得缺省适配类的子类不必像实现接口那样必须给出所有方法的实现，因为通常一个具体类并不需要所有的方法。

命名规则

钩子方法的名字应当以do开始，这是熟悉设计模式的Java开发人员的标准做法。在上面的例子中，钩子方法hookMethod()应当以do开头；在HttpServlet类中，也遵从这一命名规则，如doGet()、doPost()等方法。