设计模式——模板方法

Posted 2021-01-10 mr-yang-localhost

标准模板方法

前几天遇到了小明，相互寒暄了下，感叹了下时间过得很快，毕业后好些同学都没联系了，然后巴拉巴拉从小学、初中、高中、大学简单回忆了一下上学时候的有趣的事情……

如果用类图来描述小明的学习生涯，可以简单描述为：

如果用程序来描述学习的各个阶段，可以简单表示为：

public abstract class Learn {

    public abstract void goPrimarySchool();

    public abstract void goMiddleSchool();

    public abstract void goHignSchool();

    public abstract void goUniversity();

    final public void learnExp() {
        goPrimarySchool();

        goMiddleSchool();

        goHignSchool();

        goUniversity();
    }
}

小明的学习经历可以简单描述为：

public class XiaoMingLearn extends Learn {
    @Override
    public void goPrimarySchool() {
        System.out.println("6 years primary school");
    }

    @Override
    public void goMiddleSchool() {
        System.out.println("3 years primary school");
    }

    @Override
    public void goHignSchool() {
        System.out.println("3 years primary school");
    }

    @Override
    public void goUniversity() {
        System.out.println("4 years primary school");
    }
}

小明给大家讲述了一下自己的学历经历：

    @Test
    public void testTemplateMethod() {
        XiaoMingLearn xiaoMingLearn = new XiaoMingLearn();
        xiaoMingLearn.learnExp();
    }

6 years primary school
3 years middle school
3 years high school
4 years university school

上面一段程序在抽象类Learn 里定义了上学的各个阶段（抽象方法是因为每个人的学习阶段各不相同），learnExp里按时间先后对各个阶段进行了先后排序，有相关经历的人只需要继承Learn，对自己各个阶段个性化实现，然后就可以通过learnExp向别人讲述自己的上学经历。其实这就是一个标准的模板方法模式，来看一下模板方法的定义：

钩子模板方法

上面例子只是一个标准的模板方法，对于老王而言，初中的时候已经自学完了高中的课程，根本没上过高中，初中毕业直接被大学免试招生了，老王向别人讲述（吹起）自己上学的经历就没有高中的阶段。对于这种情况，可以在学习流程里内置一个是否需要上高中的状态，然后在模板方法里（learnExp方法）根据状态来判断是否调有高中阶段即可。用类图简单描述为：

Learn抽象方法稍加改造，新增了一个是否需要上高中的标识（isNeedHighSchool）并提供默认值，标识可由子类根据需要覆盖：

public abstract class Learn {

    public abstract void goPrimarySchool();

    public abstract void goMiddleSchool();

    public abstract void goHignSchool();

    public abstract void goUniversity();

    final public void learnExp() {
        goPrimarySchool();

        goMiddleSchool();

        if(isNeedHighSchool()) {
            goHignSchool();
        }

        goUniversity();
    }

    protected Boolean isNeedHighSchool() {
        return true;
    }
}

老王的牛逼上学经历：

public class LaoWangLearn extends Learn {
    @Override
    public void goPrimarySchool() {
        System.out.println("6 years primary school");
    }

    @Override
    public void goMiddleSchool() {
        System.out.println("3 years middle school");
    }

    @Override
    public void goHignSchool() {
        System.out.println("3 years high school");
    }

    @Override
    public void goUniversity() {
        System.out.println("4 years university school");
    }

    @Override
    protected Boolean isNeedHighSchool() {
        return false;
    }
}

老王讲述自己的经历：

    @Test
    public void testLaoWang() {
        LaoWangLearn laoWangLearn = new LaoWangLearn();
        laoWangLearn.learnExp();
    }

6 years primary school
3 years middle school
4 years university school

小明和老王讲述的方法相同，却有不同的经历。

同样的流程，同样的方法，不同的执行过程，这就是模板方法的变种方式，isNeedHighSchool就是钩子方法，子类重写钩子方法改变父类的执行过程。

模板方法定义

定义：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新定义该算法的某些特定步骤。

类图：

上述老王和小明对应模板方法结构图为：

总结

主要解决：一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用：有一些通用的方法。

如何解决：将这些通用算法抽象出来。

关键代码：在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

应用实例：比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等，程序员不重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存。

优点： 1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。

缺点：每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

使用场景： 1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项：为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。