Java设计模式（十七）之行为型模式（模板方法模式）

一、定义

模板方法模式：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的

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。

总的来说，模板模式就是通过抽象类来定义一个逻辑模板，逻辑框架、逻辑原型，然后将无法决定的部分抽象成抽象类交由子类来实现，一般这些抽象类的调用逻辑还是在抽象类中完成的。这么看来，模板就是定义一个框架，比如盖房子，我们定义一个模板：房子要封闭，有门，有窗等等，但是要什么样的门，什么样的窗，这些并不在模板中描述，这个交给子类来完善，比如门使用防盗门，窗使用北向的窗等等。

　　我们不凡就以建房为例来见识一下模板模式如何：

模板抽象类：HouseTemplate

public abstract class HouseTemplate {
  protected HouseTemplate(String name){
    this.name = name;
  }
  protected String name;
  protected abstract void buildDoor();
  protected abstract void buildWindow();
  protected abstract void buildWall();
  protected abstract void buildBase();
  //公共逻辑
  public final void buildHouse(){
    buildBase();
    buildWall();
    buildDoor();
    buildWindow();
  }
}

子类1：HouseOne

public class HouseOne extends HouseTemplate {

    HouseOne(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void buildDoor() {
        System.out.println(name + "的门要采用防盗门");
    }

    @Override
    protected void buildWindow() {
        System.out.println(name + "的窗户要面向北方");
    }

    @Override
    protected void buildWall() {
        System.out.println(name + "的墙使用大理石建造");
    }

    @Override
    protected void buildBase() {
        System.out.println(name + "的地基使用钢铁地基");
    }

}

子类2：HouseTwo

public class HouseTwo extends HouseTemplate {

    HouseTwo(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void buildDoor() {
        System.out.println(name + "的门采用木门");
    }

    @Override
    protected void buildWindow() {
        System.out.println(name + "的窗户要向南");
    }

    @Override
    protected void buildWall() {
        System.out.println(name + "的墙使用玻璃制造");
    }

    @Override
    protected void buildBase() {
        System.out.println(name + "的地基使用花岗岩");
    }

}

测试类：Clienter

public class Clienter {

    public static void main(String[] args) {
        HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1");
        HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2");
        houseOne.buildHouse();
        houseTwo.buildHouse();
    }

}

测试结果：

执行结果
　　通过以上例子，我们认识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，其余四个均为模板方法。其中基本方法一般会用final修饰，保证其不会被子类修改，而模板方法则使用protected修饰，表明其需要在子类中实现。

　　其实，模板模式中还有一个钩子方法的概念，有人称，具有钩子方法的模板模式才算完整，也许吧。

　　钩子方法时干啥的呢？钩子就是给子类一个授权，允许子类通过重写钩子方法来颠覆基本逻辑的执行，这有时候是非常有用的。就比如在盖房子的时候，有一个需要子类来决定是否建造厕所间的需求时，可以这么实现：

模板抽象类：HouseTemplate

public abstract class HouseTemplate {

    protected HouseTemplate(String name) {
        this.name = name;
    }

    protected String name;

    protected abstract void buildDoor();

    protected abstract void buildWindow();

    protected abstract void buildWall();

    protected abstract void buildBase();

    protected abstract void buildToilet();

//钩子方法
    protected boolean isBuildToilet() {
        return true;
    }

//公共逻辑
    public final void buildHouse() {

        buildBase();
        buildWall();
        buildDoor();
        buildWindow();
        if (isBuildToilet()) {
            buildToilet();
        }
    }

}

子类1：HouseOne

public class HouseOne extends HouseTemplate {

    HouseOne(String name) {
        super(name);
    }

    HouseOne(String name, boolean isBuildToilet) {
        this(name);
        this.isBuildToilet = isBuildToilet;
    }

    public boolean isBuildToilet;

    @Override
    protected void buildDoor() {
        System.out.println(name + "的门要采用防盗门");
    }

    @Override
    protected void buildWindow() {
        System.out.println(name + "的窗户要面向北方");
    }

    @Override
    protected void buildWall() {
        System.out.println(name + "的墙使用大理石建造");
    }

    @Override
    protected void buildBase() {
        System.out.println(name + "的地基使用钢铁地基");
    }

    @Override
    protected void buildToilet() {
        System.out.println(name + "的厕所建在东南角");
    }

    @Override
    protected boolean isBuildToilet() {
        return isBuildToilet;
    }

}

子类2：HouseTwo

public class HouseTwo extends HouseTemplate {

    HouseTwo(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void buildDoor() {
        System.out.println(name + "的门采用木门");
    }

    @Override
    protected void buildWindow() {
        System.out.println(name + "的窗户要向南");
    }

    @Override
    protected void buildWall() {
        System.out.println(name + "的墙使用玻璃制造");
    }

    @Override
    protected void buildBase() {
        System.out.println(name + "的地基使用花岗岩");
    }

    @Override
    protected void buildToilet() {
        System.out.println(name + "的厕所建在西北角");
    }

}

测试类：Clienter

public class Clienter {

    public static void main(String[] args) {
        HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1", false);
        HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2");
        houseOne.buildHouse();
        houseTwo.buildHouse();
    }

}

测试结果：

房子1的地基使用钢铁地基
房子1的墙使用大理石建造
房子1的门要采用防盗门
房子1的窗户要面向北方
房子2的地基使用花岗岩
房子2的墙使用玻璃制造
房子2的门采用木门
房子2的窗户要向南
房子2的厕所建在西北角

执行结果

　　通过直接结果我们可以清晰的看到，我们通过重写钩子方法自定义了房子1不需要建造厕所（fasle）。

　　钩子方法的作用也就一目了然啦。

　　模板模式的关键点：

使用抽象类定义模板类，并在其中定义所有的基本方法、模板方法，钩子方法，不限数量，以实现功能逻辑为主。其中基本方法使用final修饰，其中要调用基本方法和钩子方法，基本方法和钩子方法可以使用protected修饰，表明可被子类修改。
定义实现抽象类的子类，重写其中的模板方法，甚至钩子方法，完善具体的逻辑。

　　使用场景：

在多个子类中拥有相同的方法，而且逻辑相同时，可以将这些方法抽出来放到一个模板抽象类中。
程序主框架相同，细节不同的情况下，也可以使用模板方法。

posted on 2019-05-27 11:25 友帅老师阅读(142) 评论(0) 收藏举报

Java设计模式（十七） 之行为型模式（模板方法模式）

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