设计模式之模板方法模式

模板方法模式的定义

 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. 即：定义一个操作中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构既可以重新定义该算法的某些步骤。
 模板方法的通用类图如下：

templateMethod.jpg

 这里的AbstractClass叫做抽象模板类，它的方法分为两类：

• 基本方法：由子类实现的方法，并在模板方法中被调用。
• 模板方法：可以有一个或几个，一般是一个具体的方法，也就是一个框架，实现对上述基本方法的调度，完成固定的逻辑。为了防止恶意操作，一般模板方法都加上final关键字修饰，不允许子类覆写。

 这里的ConcreteClass1和ConcreteClass2均属于具体模板，实现父类锁定义的一个或多个抽象方法，也就是父类中定义的基本方法在子类中得以实现。
模板方法的通用代码如下：

//抽象模板类
public abstract class AbstractTemplate {
    //基本方法1
    protected abstract void Op1();
    //基本方法2
    protected abstract void Op2();
    
    //模板方法
    public final void templateMethod(){
        this.Op1();
        this.Op2();
    }

}

//具体模板类1
public  class ConcreteTemplate1 extends AbstractTemplate{

    //基本方法1
    @Override
    protected void Op1() {
        System.out.println("ConcreteTemplate1 do Op1()");
    }

    //基本方法2
    @Override
    protected void Op2() {
        System.out.println("ConcreteTemplate1 do Op2()");
    }
    
}

//具体模板类2
public  class ConcreteTemplate2 extends AbstractTemplate{

    //基本方法1
    @Override
    protected void Op1() {
        System.out.println("ConcreteTemplate2 do Op1()");
    }
    
    //基本方法2
    @Override
    protected void Op2() {
        System.out.println("ConcreteTemplate2 do Op2()");
    }
    
}

//客户端
public  class TemplateClient{
    public static void main(String[] args) {
        AbstractTemplate ct1 = new ConcreteTemplate1();
        AbstractTemplate ct2 = new ConcreteTemplate2();
        //调用模板方法
        ct1.templateMethod();
        ct2.templateMethod();
    }
}

 模板类中的基本方法，最好以protected修饰，符合迪米特法则，不要暴露的属性或者方法尽量不要设置成public类型，子类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。

模板方法模式的应用

模板方法模式的优点

• 封装不变部分，扩展可变部分。把认为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持续扩展。
• 提取公共部分代码，便于维护
• 行为由父类控制，具体由子类实现。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。

模板方法模式的缺点

• 按照惯有设计，抽象类负责声明最抽象、最一般的事无属性和方法，实现类完成具体的事务属性和方法。但是模板方法模式却颠倒了，抽象类定义了部分抽象的方法由子类实现，子类执行的结果影响了父类的结果，即子类对父类产生了影响。在复杂项目中会带来代码阅读的难度。

模板方法模式的应用场景

• 多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同。
• 重要、复杂的算啊，可以把核心算法设计成模板方法，其他相关细节工由各个子类实现。
• 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。

《注》以上内容总结自秦小波-《设计模式之禅》，仅为个人学习笔记。