Java设计模式-模板方法模式

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.

定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改
变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

模板方法模式非常简单，主要是用了Java的继承机制，话不多说，直接上代码

实现

抽象模板类

public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();

    /**
     * 基本方法，可以有默认实现
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }

    /**
     * 模板方法，为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上final关键字，不允许被覆写
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();
    }

}

具体模板类

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父类的默认实现，我要覆盖它");
    }
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }
    
    // 使用父类doAnything()的默认实现
}

客户端代码

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass a = new ConcreteClassA();
        a.templateMethod();

        AbstractClass b = new ConcreteClassB();
        b.templateMethod();
    }
}

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，子类实现

缺点

• 子类影响父类

  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。

• 模板方法使用继承方式复用代码，如果要在基本算法里面增加一个步骤，而该步骤是抽象的话，每个子类都要修改代码，实现这个步骤。

使用场景

• 多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时。
• 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则由各个

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（详见后面的扩展示例）约束其行为。

扩展

模板方法模式的扩展，主要就是增加了钩子方法（Hook Method），那么什么是“钩子方法”呢？

在抽象模板类中，可以定义一个方法，并允许子类视情况覆盖它来改变基本方法的执行过程（比如决定某些步骤是否需要执行）

钩子方法的作用

• 让子类实现算法中的可选部分，算法中的某些步骤是可选的，子类可以做出决定是否需要这些步骤
• 如果钩子对于子类的实现不重要时，子类可以对钩子置之不理

下面是增加钩子方法后的模板方法模式通用代码：

抽象模板类

public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();

    /**
     * 基本方法
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }

    /**
     * 依赖于钩子方法的基本方法
     */
    protected abstract void dependOnHook();

    /**
     * 模板方法，为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上final关键字，不允许被覆写
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();

        if (hook()){
            dependOnHook();
        }

    }

    /**
     * 钩子方法：空实现或默认实现，子类可以覆写；由子类的一个方法返回值决定公共部分的执行结果
     * @return
     */
    protected boolean hook(){
        System.out.println("AbstractClass hook()");
        return true;
    }
}

具体模板类

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父类的默认实现，我要覆盖它");
    }

    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassA dependOnHook()");
    }

    // 没有覆写钩子方法，使用默认实现，dependOnHook()将会被调用
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }

    // 使用父类doAnything()的默认实现

    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassB dependOnHook()");
    }

    /**
     * 覆写钩子方法，改变默认实现，改变公共部分（模板方法）的行为，dependOnHook()不会被调用
     * @return
     */
    @Override
    protected boolean hook(){
        System.out.println("ConcreteClassB hook()");
        return false;
    }
}

源码地址：https://gitee.com/tianranll/java-design-patterns.git

参考文献《设计模式之禅》