设计模式之旅16--模板方法模式

1. 定义

模板方法模式：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

2. 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（Hook Method）约束其行为。
• Android中，抽取BaseActivity就使用到了模板方法模式。

3. 实现

抽象模板：

/**
 * 抽象模板
 */
public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 基本方法：基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用。
     */
    protected abstract void method1();

    protected abstract void method2();

    /**
     * 钩子函数：子类可以通过钩子函数（Hook Method）约束父类的行为。
     *
     * @return
     */
    protected abstract boolean hookMethod();

    /**
     * 模板方法：可以有一个或几个，一般是一个具体方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。
     * 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() {
        method1();
        if (hookMethod()) {
            method2();
        }
    }
}

具体模板：

/**
 * 具体模板：实现父类所定义的一个或多个抽象方法，也就是父类定义的基本方法在子类中得以实现。
 */
public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
    @Override
    protected void method1() {
        System.out.println("ConcreteClass1 : method1");
    }

    @Override
    protected void method2() {
        System.out.println("ConcreteClass1 : method2");
    }

    @Override
    protected boolean hookMethod() {
        return true;
    }
}

public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
    @Override
    protected void method1() {
        System.out.println("ConcreteClass2 : method1");
    }

    @Override
    protected void method2() {
        System.out.println("ConcreteClass2 : method2");
    }

    @Override
    protected boolean hookMethod() {
        return false;
    }
}

场景类：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass c1 = new ConcreteClass1();
        AbstractClass c2 = new ConcreteClass2();

        c1.templateMethod();
        c2.templateMethod();
    }

}

运行结果（注意钩子函数对父类行为的约束）：

ConcreteClass1 : method1
ConcreteClass1 : method2
ConcreteClass2 : method1

4. 优点

• 封装不变部分，扩展可变部分。把认为是不变部分的算法封装到父类实现，而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。
• 行为由父类控制，子类实现。基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能，符合开闭原则。
• 提取公共部分代码，便于维护。

5. 缺点

• 子类对父类产生了影响：模板方法模式中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。
• 增加阅读难度：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。