Java设计模式-模板方法模式

文章目录

Java设计模式-模板方法模式
- 0.前言
- 1.模板方法原理
- 2.模板方法模式中的角色
- 3.模板方法模式的UML类图
- 4.代码实现
- 5.编码测试
- 6.模板模式中的钩子方法
- 7.小结

0.前言

模板方法模式（TemplateMethod Pattern）：父类(抽象类)中定义处理流程的框架，在子类中实现具体处理。

1.模板方法原理

父类(抽象类)中只定义一些子类需要的抽象方法 和 这些方法的调用步骤（在一个具体的方法中）。

子类实现了父类的抽象方法的具体处理过程。

也就是说，不同的子类虽然具体实现可以各不相同，但是有着一样的处理流程。

若还是觉得抽象的话，看下面这个具体的例子就知道了：

小明和小红都是程序员，每天都会：起床，吃饭，写代码，睡觉。

这相当于父类中的四个抽象方法，父类规定了这些方法的调用顺序为：起床，吃饭，写代码，睡觉。

但是呢：

小明（相当于程序员父类的子类）的具体实现为：8点起床，吃饭吃的外卖，写后端代码，11点睡觉。

小红（相当于程序员父类的子类）的具体实现为：7点起床，吃饭吃自己做的饭菜，写前端代码，10点睡觉。

虽然具体实现不一样，但是四个方法的处理流程是一样的。

注意：这个流程中也可以有具体处理过程一摸一样的方法，需在父类中以具体的方法体现。

比如：小明和小红每天都锻炼半小时，这样原本的程序员父类就有四个抽象方法：起床，吃饭，写代码，睡觉。两个具体的方法：锻炼半小时，处理过程（定义了方法调用顺序）。在处理过程这个具体的方法中，调用顺序为：起床，吃饭，写代码，锻炼半小时，睡觉。

后面的代码也会按照这个例子实现。

2.模板方法模式中的角色

抽象父类AbstractClass：负责定义所需使用的模板方法，可以是抽象方法，也可以有具体的方法。还需有一个具体方法来确定这些方法的调用顺序和一些其他的操作。

具体子类ConcreteClass：负责具体实现抽象父类的抽象方法。无需担心方法的调用和具体处理流程。

3.模板方法模式的UML类图

非常简单，就两个类：

4.代码实现

接下来，用代码模拟上述例子：

程序员父类(抽象父类)

/*** 模板方法模式* 程序员父类(抽象父类)* 4个抽象方法：起床，吃饭，写代码，睡觉* 2个具体的方法：锻炼半小时，处理过程*/
public abstract class Coder {public abstract void getup();//起床public abstract void eat();//吃饭public abstract void code();//写代码public abstract void sleep();//睡觉public void exercise(){System.out.println("锻炼半小时");}//模板（定义了各个方法的调用顺序和一些其他操作）public void TemplateMethod(){getup();eat();code();exercise();sleep();}
}

小明（具体实现类）：

public class Ming extends Coder {@Overridepublic void getup() {System.out.println("8点起床");}@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃饭吃的外卖");}@Overridepublic void code() {System.out.println("写后端代码");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println("11点睡觉");}
}

小红（具体实现类）

public class Red extends Coder{@Overridepublic void getup() {System.out.println("7点起床");}@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃饭吃自己做的饭菜");}@Overridepublic void code() {System.out.println("写前端代码");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println("10点睡觉");}
}

5.编码测试

测试编码：

public class Test {public static void main(String[] args) {//模板方法模式System.out.println("模板方法模式测试\n");System.out.println("小明的一天*****");Coder ming = new Ming();ming.TemplateMethod();//执行模板方法System.out.println();//换行System.out.println("小红的一天*****");Coder red = new Red();red.TemplateMethod();//执行模板方法}
}

测试结果：

模板方法模式测试小明的一天*****
8点起床
吃饭吃的外卖
写后端代码
锻炼半小时
11点睡觉小红的一天*****
7点起床
吃饭吃自己做的饭菜
写前端代码
锻炼半小时
10点睡觉

可看到按照抽象父类指定的顺序执行，子类只管实现方法，而不管各方法调用顺序流程。

6.模板模式中的钩子方法

试想一下这个场景：小明今天放假了，不写代码。（假设上班就写代码，不上班就不写代码）

那要如何改进上述的模板模式呢？

修改如下：

添加一个是否需要工作的方法（注意是具体的方法，不是抽象方法，这样子类可以选择性的重写），返回值为布尔类型，用true代表需要写代码，false代表不需要写代码。在模板方法中在原本需要执行code()方法的地方加入判断语句即可。

这种在模板模式中抽象父类中，一个默认不做任何事，子类可以选择性重写的方法，称为钩子方法。

具体编码如下：

public abstract class Coder {public abstract void getup();//起床public abstract void eat();//吃饭public abstract void code();//写代码public abstract void sleep();//睡觉public void exercise(){System.out.println("锻炼半小时");}//模板（定义了各个方法的调用顺序和一些其他操作）public void TemplateMethod(){getup();eat();if (isWork()){code();//上班就写代码，不上班不写代码}exercise();sleep();}//钩子方法：判断是否上班public boolean isWork(){return true;//设置默认值}
}

小明的类需要重写该方法，并且返回false。

public class Ming extends Coder {//不上班@Overridepublic boolean isWork() {return false;}@Overridepublic void getup() {System.out.println("8点起床");}@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃饭吃的外卖");}@Overridepublic void code() {System.out.println("写后端代码");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println("11点睡觉");}
}

测试代码不需要改变，测试结果为：

模板方法模式测试小明的一天*****
8点起床
吃饭吃的外卖
锻炼半小时
11点睡觉小红的一天*****
7点起床
吃饭吃自己做的饭菜
写前端代码
锻炼半小时
10点睡觉

可以看到，小明的一天就没有写代码了。而小红依然不变，而若小红也不需要写代码时，同样重写isWork()方法并返回false即可。

7.小结

使用场景：当要完成的一个过程它需要经过一系列步骤，而且一些步骤大致相同时，但其个别步骤实现可能不同，需要考虑模板方法模式。

优点：模板方法模式可以使 逻辑处理通用化，无需在每个类中写逻辑处理（如方法调用顺序），实现了代码复用。