Java設計模式-模板方法模式

定義

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.

定義一個操作中的演算法的框架，而將一些步驟延遲到子類中。使得子類可以不改
變一個演算法的結構即可重定義該演算法的某些特定步驟。

模板方法模式非常簡單，主要是用了Java的繼承機制，話不多說，直接上程式碼

實現

抽象模板類

public abstract class AbstractClass {    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();    /**
     * 基本方法，可以有預設實現
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }    /**
     * 模板方法，為了防止惡意的操作，一般模板方法都加上final關鍵字，不允許被覆寫
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();
    }
}

具體模板類

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父類的預設實現，我要覆蓋它");
    }
}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }    
    // 使用父類doAnything()的預設實現}

客戶端程式碼

public class Client {    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass a = new ConcreteClassA();
        a.templateMethod();
        AbstractClass b = new ConcreteClassB();
        b.templateMethod();
    }
}

優點

• 封裝不變部分，擴充套件可變部分
• 提取公共部分程式碼，便於維護
• 行為由父類控制，子類實現

缺點

• 子類影響父類

  按照我們的設計習慣，抽象類負責宣告最抽象、最一般的事物屬性和方法，實現類完成

具體的事物屬性和方法。但是模板方法模式卻顛倒了，抽象類定義了部分抽象方法，由子類
實現，子類執行的結果影響了父類的結果，也就是子類對父類產生了影響，這在複雜的專案
中，會帶來程式碼閱讀的難度，而且也會讓新手產生不適感。

• 模板方法使用繼承方式複用程式碼，如果要在基本演算法裡面增加一個步驟，而該步驟是抽象的話，每個子類都要修改程式碼，實現這個步驟。

使用場景

• 多個子類有公有的方法，並且邏輯基本相同時。
• 重要、複雜的演算法，可以把核心演算法設計為模板方法，周邊的相關細節功能則由各個

子類實現。

• 重構時，模板方法模式是一個經常使用的模式，把相同的程式碼抽取到父類中，然後通

過 鉤子 函式（詳見後面的擴充套件示例）約束其行為。

擴充套件

模板方法模式的擴充套件，主要就是增加了鉤子方法（Hook Method），那麼什麼是“鉤子方法”呢？

在抽象模板類中，可以定義一個方法，並允許子類視情況覆蓋它來改變基本方法的執行過程（比如決定某些步驟是否需要執行）

鉤子方法的作用

• 讓子類實現演算法中的可選部分，演算法中的某些步驟是可選的，子類可以做出決定是否需要這些步驟
• 如果鉤子對於子類的實現不重要時，子類可以對鉤子置之不理

下面是增加鉤子方法後的模板方法模式通用程式碼：

抽象模板類

public abstract class AbstractClass {    /**
     * 基本方法
     */
    protected abstract void doSomething();    /**
     * 基本方法
     */
    protected void doAnything() {
        System.out.println("AbstractClass doAnything()");
    }    /**
     * 依賴於鉤子方法的基本方法
     */
    protected abstract void dependOnHook();    /**
     * 模板方法，為了防止惡意的操作，一般模板方法都加上final關鍵字，不允許被覆寫
     */
    public final void templateMethod(){
        doSomething();
        doAnything();        if (hook()){
            dependOnHook();
        }
    }    /**
     * 鉤子方法：空實現或預設實現，子類可以覆寫；由子類的一個方法返回值決定公共部分的執行結果
     * @return
     */
    protected boolean hook(){
        System.out.println("AbstractClass hook()");        return true;
    }
}

具體模板類

public class ConcreteClassA extends AbstractClass {    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassA doSomething()");
    }    @Override
    protected void doAnything() {
        System.out.println("ConcreteClassA doAnything()->我不想使用父類的預設實現，我要覆蓋它");
    }    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassA dependOnHook()");
    }    // 沒有覆寫鉤子方法，使用預設實現，dependOnHook()將會被呼叫}

public class ConcreteClassB extends AbstractClass {    @Override
    protected void doSomething() {
        System.out.println("ConcreteClassB doSomething()");
    }    // 使用父類doAnything()的預設實現
    @Override
    protected void dependOnHook() {
        System.out.println("ConcreteClassB dependOnHook()");
    }    /**
     * 覆寫鉤子方法，改變預設實現，改變公共部分（模板方法）的行為，dependOnHook()不會被呼叫
     * @return
     */
    @Override
    protected boolean hook(){
        System.out.println("ConcreteClassB hook()");        return false;
    }
}

原始碼地址：

參考文獻《設計模式之禪》