[设计模式] 设计模式之模板方法模式【6】

0 概述

场景引入

在平时开发中，你是否遇到过这种情况：确定了业务逻辑的关键步骤及其执行顺序，但是某些步骤的具体实现还未知，或者某些步骤的实现与具体的环境有关。

比如，我们去银行办理业务的时候，一般都是按照这个步骤来的：取号、排队等候、办理业务、评价。这是一个固定的流程，但是其中办理业务这个步骤是因人而异的，他们可能办理存款业务、转账业务或者是贷款业务。还有报销的过程，在医院挂号看病等这些例子，都是有一套固定的流程，但是在某些步骤上有不同的实现。

就像我们平常使用的简历模板，论文模板，在模板里面写不同的内容。

你看，这不就是我们设计模式中的模板方法模式嘛？

1 模式定义

模板方法模式仅仅使用了Java的继承机制，但它是一个应用非常广泛的模式。

  • 一个操作中的算法框架，而将一些步骤的具体实现延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重新定义该算法的某些特定步骤。

2 主要角色

  • Abstract Class叫做抽象模板

它的方法分为两类：模板方法和基本方法。

  • 基本方法：基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法中被调用。
  • 模板方法：可以有一个或者几个，一般是具体的方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。
  • ConcreteClass*属于具体模板

实现父类所定义的一个或多个抽象方法，也就是父类定义的基本方法在子类中得以实现。

3 样例代码

3.1 通用代码

抽象模板类/AbstractClass

public abstract class AbstractClass {
     //基本方法
     protected abstract void doSomething();
     //基本方法
     protected abstract void doAnything();
     //模板方法
     public void templateMethod(){
             /*
              * 调用基本方法，完成相关的逻辑
              */
             this.doAnything();
             this.doSomething();
     }
}

具体模板类/ConcreteClass1

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
     //实现基本方法
     protected void doAnything() {
             //业务逻辑处理
     }
     protected void doSomething() {
             //业务逻辑处理
     }
}

场景类/Client

public class Client {
     public static void main(String[] args) {
             AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
             AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();               
             //调用模板方法
             class1.templateMethod();
             class2.templateMethod();
     }
}

3.2 场景：银行取款模板流程

AbstractClass

public abstract class AbstractClass {
    // 模板方法（不可以被覆盖，所以是final）
    public final void TemplateMethod() {
        TakeANumber();   // 取号
        QueueUp();       // 排队
        Business();      // 办理业务
        Evaluate();      // 评价
    }
    
    // 具体方法（也可以设置成抽象方法，推迟到子类实现）
    protected void TakeANumber() {
        System.out.println("取号成功！");
    }
    
    protected void QueueUp() {
        System.out.println("排队等候！");
    } 
    
    protected void Evaluate() {
        System.out.println("您的业务办理完成，请您对本次服务做出评价！");
    }
    
    // 特定方法：银行业务办理
    protected abstract void Business();
}

ConcreteClassN

现在有两个顾客，分别去银行办理存款业务和转账业务。

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    protected void Business() {
        System.out.println("您好，麻烦帮我办理存款业务！");
    }
}
​
public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    protected void Business() {
        System.out.println("您好，麻烦帮我办理转账业务！");
    }
}

Client

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass customerA = new ConcreteClassA();
        customerA.TemplateMethod();
        
        AbstractClass customerB = new ConcreteClassB();
        customerB.TemplateMethod();
    }
}

//output:
// 客户A
取号成功！
排队等候！
您好，麻烦帮我办理存款业务！
您的业务办理完成，请您对本次服务做出评价！
    
// 客户B
取号成功！
排队等候！
您好，麻烦帮我办理转账业务！
您的业务办理完成，请您对本次服务做出评价！

4 模式特点

优点

  • 封装不变部分，扩展可变部分
  • 提取公共部分代码，便于维护
  • 行为由父类控制，而子类负责实现

缺点

  • 按照我们的设计习惯，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。

小结

  • 模板模式就是在模板方法中对基本方法的调用。

一般地，为了防止恶意的操作，一般模板方法前面会加上final关键字，不允许被覆写。

  • 抽象模板中的基本方法尽量设计为protected或private类型，以符合【迪米特法则】，不需要暴露的属性或方法尽量不要设置为public。实现类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。

  • 模板方法模式主要是用来解决复用和扩展两个问题。

  • 模板方法模式把一个算法中不变的流程抽象到父类的模板方法TemplateMethod()中，将可变的部分Business()留给子类ConcreteClassA和ConcreteClassB来实现，所有的子类都可以复用父类中模板方法定义的流程代码。
  • 模板方法模式的第二大作用是扩展。这里所说的扩展，并不是指代码的扩展性，而是指框架的扩展性。基于这个作用，模板方法模式常用在框架的开发中，让框架用户可以在不修改框架源码的情况下，定制化框架的功能。

5 辨析/对比

5.1 区别:策略模式 vs 模板方法模式

策略模式：定义了一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。
模板方法模式：模板的价值就在于骨架的定义，骨架内部将问题处理的流程已经定义好，通用的处理逻辑一般由父类实现，个性化的处理逻辑由子类实现。

【策略模式】核心在【使用者(Client)】的策略，按照自己的策略去替换。
【模板方法模式】核心在【子类】的如何实现。

这两个差不多是一样的，只是【策略模式】是将【一整个流程/算法】给替换了，
而【模板方法模式】则是替换流程中【部分特定内容】。
在这一整个流程中，已经定义了骨架，比如执行顺序、执行方法，其中共同部分由父类实现，只有个性化的操作延迟到了子类实现。

X 参考文献

posted @ 2023-03-07 21:07  千千寰宇  阅读(52)  评论(0)    收藏  举报