模板模式和适配器模式

Posted 2021-03-03 zekichen

一、模板模式

1、模板模式（Template Method pattern）：指定义一个算法的骨架，并允许子类为一个或者多个步骤提供实现。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。（属于行为型模式）

2、适用场景

• 一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现
• 各子类中公共的行为被提取出来并集中到一个公共的父类中，从而避免代码重复

3、优点

• 提高代码的复用性
• 提高代码的扩展性
• 符合开闭原则

4、缺点

• 类数目的增加
• 间接地增加了系统实现的复杂度
• 继承关系自身缺点，如果父类添加新的抽象方法，所有子类都要改一遍

5、应用场景举例

比如办理入职流程：填写入职登记表-->打印简历-->复印学历-->复印身份证-->签订劳动合同-->办理工牌-->安排工位。

比如平时炒菜流程：洗锅-->点火--> 热锅-->上油-->下菜-->翻炒-->放调料-->出锅。

再如赵本山问宋丹丹：“如何把大象放进冰箱？”宋丹丹答：“第一步：打开冰箱门，第二步：把大象塞进冰箱，第三步：关闭冰箱门”。赵本山再问：“怎么把长颈鹿放进冰箱？”宋丹丹答：“第一步：打开冰箱门，第二步：把大象拿出来，第三步：把长颈鹿塞进去，第四步：关闭冰箱门”，这些都是模板模式的体现。

例子1：以简单的网校课程创建流程为例：发布预习资料-->在线直播-->提交笔记-->布置作业-->检查作业。

首先定义一个NetworkCourse网课抽象类：

上面代码中有个钩子方法，主要是用来干预执行流程，使得我们控制行为流程更加灵活、更符合实际业务的需求。钩子方法的返回值一般为适合条件分支语句的返回值（如boolean、int等），可根据真实业务场景来决定是否需要用钩子方法。

接下来定义一个JavaCourse课程类：

定义一个BigDataCourse课程类：

客户端测试代码：

运行结果：

例子2：利用模板模式重构JDBC操作业务场景。

定义一个JdbcTemplate模板类，封装所有的JDBC操作。以查询为例，每次查询的表不同，返回的数据结构也不一样。我们针对不同的数据，都要封装成不同的实体对象。而每个实体封装的逻辑都是不一样的，但封装前和封装后的处理流程是不变的，因此可以用模板模式来设计这样的业务场景。 先定义一个约束ORM逻辑的接口RowMapper：

再定义一个封装了所有处理流程的抽象类JdbcTemplate：

定义一个实体类User：

定义一个数据库操作类UserDao：

客户端测试代码：

模板模式在JDK源码中的体现：先看JDK中的AbstractList：

我们看到get()是一个抽象方法，那么它的逻辑就是交给子类来实现，ArrayList就是AbstractList的子类。同理，有AbstractList就有AbstractSet和AbstractMap，有兴趣可自行研究。还有一个每天都在用的HttpServlet，有service()、doGet()和doPost()方法，都是模板方法的抽象实现。

Mybatis框架中的BaseExecutor类，是一个基础的SQL执行类，实现了大部分的SQL执行逻辑，然后把几个方法交给子类定制化完成，源码如下：

如doUpdate()、doQuery()等方法都交由子类来实现，如下类图：

二、适配器模式

1、适配器模式（Adapter Pattern）：指将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。（属于结构型设计模式）

2、适用场景

• 已经存在的类，它的方法和需求不匹配（方法结果相同或相似）的情况
•  适配器模式不是软件设计阶段考虑的设计模式，是随着软件维护，由于不同产品、不同厂家造成功能类似而接口不相同情况下的解决方案（有点亡羊补牢的感觉）

3、优点

• 能提高类的透明性和复用，现有的类复用但不需要改变
• 目标类和适配器类解耦，提高程序的扩展性
• 在很多业务场景中符合开闭原则

4、缺点

• 适配器编写过程需要全面考虑，可能会增加系统的复杂性
• 增加代码阅读难度，降低代码可读性，过多使用适配器会使系统代码变得凌乱

5、应用场景举例

比如电源插转换头、手机充电转换头、显示器转接头。

例子1：在中国民用电都是220V交流电，但我们手机使用的锂电池使用5V直流电。因此，我们给手机充电时就需要使用电源适配器来进行转换。下面代码还原场景：

定义一个AC220类，表示220V交流电：

定义一个DC5接口，表示5V直流电的标准：

定义一个电源适配器PowerAdapter类：

客户端测试代码：

上面的案例中，通过增加PowerAdapter电源适配器，实现了二者的兼容。

例子2：重构第三方登录自由适配的业务场景。

以前开发的老系统应该都有登录接口， 但随着业务的发展和社会的进步，单纯地依赖用户名密码登录显示不能满足用户需求了。现在，我们大部分系统都已经支持多种登录方式，如QQ登录、微信登录、手机登录等，同时保留用户名密码的登录方式。虽然登录形式丰富了，但登录后的处理逻辑可不必改变，同样是将登录状态保存到session，遵循开闭原则。

首先定义统一的返回结果Result类：

假设老系统的登录逻辑SignInService：

为了遵循开闭原则，老系统的代码我们不去修改。下面开始重构，先定义User类：

定义一个第三方登录新类SignInForThirdService继承原来的逻辑，运行非常稳定的代码我们不去改动：

客户端测试代码：

通过这么一个简单的适配，完成了代码兼容。当然，代码还可以更加优雅，根据不同的登录方式，创建不同的Adapter。

首先，定义一个LoginAdapter接口：

分别实现不同的登录适配，QQ登录LoginForQQAdapter类：

微信登录LoginForWechatAdapter类：

然后定义第三方登录兼容接口IPassportForThird：

实现兼容PassportForThirdAdapter类：

客户端测试代码：

类结构图：

至此，我们在遵循开闭原则的前提下，完整地实现了一个兼容多平台登录的业务场景。适配器模式主要解决的是功能兼容问题，且适配器的实现逻辑并不依赖于接口，我们完全可以将LoginAdapter接口去掉，加上接口只是为了代码规范。上面的代码可以说是策略模式、简单工厂模式和适配器模式的综合运用。

简单看看适配器模式在源码中的应用，SpringMVC的HandlerAdapter类，它也有多个子类：