一文搞懂设计模式--模板模式

Hi，大家好。今年的天气实在是太热了，七月份的厦门晒得我觉得身上冒出了烤肉香，不知道各位是否安好，但是在再热的天气也不能阻止我们学习的热情（doge）。今天的主题是模板（Template Method）模式，还是老样子，学习设计模式需要在具体的场景中学习，让我们先来构建一个问题的场景。

场景定义

今天产品经理给了你一个需求，需要构建一个小明上班的场景。小明每天8：00从家里出发，因为小明就租在公司附近，每天只需要骑15分钟的自行车就可以到达公司，然后从楼下大厅进入公司。

OK，就是这样一个简单的场景。我们先思考一下如何实现，如果是公司刚来的初级程序员一定会直接说：简单，让我来。接着噼里啪啦3分钟完成了这样一段程序

public class Main {public static void main(String[] args) {System.out.println("小明出门了");System.out.println("小明骑上自行车");System.out.println("小明从大厅进入公司");}
}

程序输出：

小明出门了
小明骑上自行车
小明从大厅进入公司

简单易懂，没有任何问题，新来的小家伙嘴角扬起了一丝得意的微笑，心想：我又完美的解决了一项任务，照这么下去老板迟早有一天能够发现我这块发光的金子。不知道老板有没有一位美丽又待秀闺中的女儿…

你作为一个已经有些许经验的程序猿，一下子就看出小伙子心里的小九九，摸了摸还算茂密的头发，无奈的摇摇头。心里想到：小伙子，我当年也是这么想的，你还是too young too naive。等着看吧，问题马上就要来了。

果不其然，不一会儿万恶的产品经理就再次出现，他说刚刚客户来了一个电话，要对需求进行一些补充：

小明虽然住在公司旁边，但是小明有一个缺点，爱睡懒觉。经常会赖床到8：50才出门，这时候小明就会打滴滴从地下停车场出发去公司。新来的小伙子这时候已经开始意识到有些不对劲，但是还是很快完成了任务。他又创建了一个类用来负责处理这种情况

public class Main2 {public static void main(String[] args) {System.out.println("小明从地下车库出门了");System.out.println("小明坐上了滴滴");System.out.println("小明从大厅进入公司");}
}

程序输出：

小明从地下车库出门了
小明坐上了滴滴
小明从大厅进入公司

这时候你一看时间6：00了，于是熟练的摸上你的包，唰的一下从公司门口溜了出去，回家喝上一杯快乐水，生活美滋滋。第二天早上，你才刚来到公司，就听见部门主管在办公室大发雷霆，将新来的小伙子骂了个狗血淋头。一问情况才知道昨晚小伙留下加班，产品经理又提出了更多的需求：

小明升职加薪，买房买车每天自己开车上班
小明年逾古稀，只能摇轮椅上班
…

小伙子通通创建一个新类来处理不同的情况，现在已经创建了大大小小十多个类，主管今天早上review代码的时候直接被绕晕了，其他模块需要调动接口时需要了解每一个类的细节，根本没法用。过了一会，你就看见小伙子哭丧着脸从主管办公室走了出来。你心里一阵叹息，准备日行一善来唤起小伙子的斗志。于是你准备教给他你当初被主管骂了四次才从这个老家伙那偷师学到的神兵利器，模板模式。

什么是模板模式

模板模式实际上是在父类中定义处理流程的框架，在子类中具体实现具体处理的模式。在上面的场景中，我们可以发现，虽然小明从家中出发去公司的方式各种各样，但是总体上可以分为三个步骤：

出门
选择交通工具
到公司

因此，就可以将这三个方法作为抽象方法提升到父类中，而由不同的子类来实现具体需要的功能

让我们看看修改后的代码的类图

模板模式中出现的角色

实际上，模板模式中只有两个关键性角色

AbstractClass（抽象类）

AbstractClass角色（例子中的GoToCompany）不仅负责实现模板方法（goToCompany方法），还负责声明在模板方法中使用到的抽象方法。这些抽象方法由子类ConcreteClass角色负责实现。

ConcreteClass（具体类）

该角色负责实现AbstractClass角色中定义的抽象方法，这里的实现将会在AbstractClass的模板方法中调用。在该例子中，CommonGoToCompany和HurryGoToCompany都是具体类。

模板方法的具体实现

基础的概念都已经了解完毕，接下来就可以进入具体的代码实现：

GoToCompany的实现

public abstract class GoToCompany {/*** 定义抽象的出门动作*/public abstract void goOut();/*** 定义抽象的选择交通工具动作*/public abstract void onTheWay();/*** 定义抽象的到达公司动作*/public abstract void arrivalCompany();/*** 定义好处理流程的框架，模板方法*/public void goToCompany(){//出发this.goOut();//选择交通工具this.onTheWay();//到达公司this.arrivalCompany();}
}

CommonGoToCompany的实现

public class CommonGoToCompany extends GoToCompany{/*** 出门方式的具体实现*/@Overridepublic void goOut() {System.out.println("小明出门了");}/*** 选择交通工具的具体实现*/@Overridepublic void onTheWay() {System.out.println("小明骑上自行车");}/*** 进入公司方式的具体实现*/@Overridepublic void arrivalCompany() {System.out.println("小明从大厅进入公司");}
}

HurryGoToCompany的实现

public class HurryGoToCompany extends GoToCompany{/*** 出门方式的具体实现*/@Overridepublic void goOut() {System.out.println("小明从地下车库出门了");}/*** 选择交通工具的具体实现*/@Overridepublic void onTheWay() {System.out.println("小明坐上了滴滴");}/*** 进入公司方式的具体实现*/@Overridepublic void arrivalCompany() {System.out.println("小明从大厅进入公司");}
}

Main的实现

public class Main {public static void main(String[] args) {// 如果需要修改小明的上班方式，只需要将CommonGoToCompany修改为HurryGoToCompany即可GoToCompany goToCompany = new CommonGoToCompany();goToCompany.goToCompany();}
}

拓展思路

如果你能看到这里，使用模板模式对你来说已经毫无困难。那么让我们更进一步，思考一下使用模板模式究竟能带来什么好处？

使用了通用的处理逻辑

使用模板模式的优点在于，我们只需要在父类中编写一次处理流程，而无需在子类中再次编写。如果我们采用最初的方法通过复制粘贴来拓展新方法，如果未来发现处理问题的逻辑发生错误，我们就不得不将所有的类进行修改。而采用模板方法，我们只需要修改父类中的模板方法。

父类与子类一致性

在例子中无论是使用HurryGoToCompany还是CommonGoToCompany的具体实现，他们都被保存在父类GoToCompany申明的变量中。无论父类变量中保存了哪一个子类的实例，程序都可以正常工作，这满足了里氏替换原则（LSP，不是老色批）的要求（什么？不知道什么是里氏替换原则，快来这篇文章看一看）

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