模板方法模式

约定不等于承诺〃 2021-10-15 06:45 366阅读 0赞

生活中有很多按步骤才能完成的事，比如我们想进房间，需要先将门打来，然后才能进去，进去之后再把门关上。开门和关门是固定的步骤，而进入房间的步骤则不是固定的，它可以有多种方式，走着进去、跑着进去、跳着进去等都可以。类似这种多个步骤才能完成的事，在软件世界称之为模板方法模式

**模板方法模式（Template Method Pattern）：**定义了一个操作中的算法框架，并将一些步骤延迟到子类中。使得子类在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。模板方法是一种类行为型模式

完成模板方法模式需要2个角色

抽象类（AbstractClass）：定义了一系列基本操作，这些操作可以是具体的，也可以是抽象的。在抽象类中实现一个模板方法，用于定义一个算法框架

具体子类（ConcreteClass）：抽象类的子类，实现父类中声明的抽象方法

下面代码演示模板方法模式

定义抽象类

相关说明在代码中

package com.design.behavioral.templatemethod;
    
    /**
     * 抽象类
     */
    public abstract class AbstractClass {
    
        private boolean isEffective = false;
    
        /**
         * 通过构造设置钩子方法返回值
         * @param isEffective
         */
        public AbstractClass(boolean isEffective) {
            this.isEffective = isEffective;
        }
    
        /**
         * 固定方法，设置成 final
         */
        public final void primitiveOPeration1(){
            System.out.println("开始执行");
        }
    
        /**
         *有默认实现，可以被子类重写的方法
         */
        public void primitiveOPeration2(){
            System.out.println("默认执行，可被重写");
        }
    
        /**
         * 钩子方法
         * @return
         */
        public boolean isEffective(){
            return isEffective;
        }
    
        /**
         * 被钩子方法控制的方法
         */
        public void effectiveOPeration(){
            System.out.println("是否有效操作");
        }
    
        /**
         * 抽象方法，有子类实现
         */
        public abstract void primitiveOPeration3();
    
        /**
         * 固定方法，设置成 final
         */
        public final void primitiveOPeration4(){
            System.out.println("结束执行");
        }
    
        /**
         * 模板方法，定义算法骨架，内部流程固定不变
         */
        public final void templateMethod(){
            this.primitiveOPeration1();
            this.primitiveOPeration2();
            if (this.isEffective()){
                this.effectiveOPeration();
            }
            this.primitiveOPeration3();
            this.primitiveOPeration4();
        }
    }

具体子类.

package com.design.behavioral.templatemethod;
    
    /**
     * 具体子类
     */
    public class ConcreteClass extends AbstractClass{
    
        public ConcreteClass(boolean isEffective) {
            super(isEffective);
        }
    
        @Override
        public void primitiveOPeration3() {
            System.out.println("子类实现操作");
        }
    }

类图如下

![20190813142413584.png][]

测试调用

package com.design.behavioral.templatemethod;
    
    /**
     * 模板方法模式
     */
    public class TestMain {
    
        public static void main(String[] args) {
            AbstractClass abstractClass = new ConcreteClass(true);
            abstractClass.templateMethod();
        }
    }

调用结果

![20190813142519933.png][]

**模板方法模式总结**

优点：父类定义算法，子类实现细节处理，保证了步骤的执行次序；提高代码复用性；通过钩子方法，实现子类对父类的反向控制；符合开闭原则

缺点：每一个基本方法的不同实现都需要一个子类，因此将导致类的数目增加；增加系统实现的复杂度；如果父类中增加新方法，则所有的子类都需要修改

适用场景：对复杂的算法进行分割，一次性实现算法不变的部分，将可变的行为留给子类实现；将各个子类中的公共行为提取出来并集中到一个公共父类，避免代码重复；需要通过子类决定父类算法中的某个步骤是否执行，实现子类对父类的反向控制

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