设计模式是什么鬼（模板方法）

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mob604756f6460e 2021-05-07 20:43:23 ©著作权

文章标签 Java 文章分类 Java 后端开发

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面向对象，是对事物属性与行为的封装，方法，指的就是行为。模板方法，显而易见是说某个方法充当了模板的作用，其充分利用了抽象类虚实结合的特性，虚部抽象预留，实部固定延续，以达到将某种固有行为延续至子类的目的。反观接口，则达不到这种目的。要搞明白模板方法，首先我们从接口与抽象类的区别切入，这也是面试官经常会问到的问题。

汽车上的接口最常见的就是这几个了，点烟器，USB，AUX等等，很明显这些都是接口，它们都预留了某种标准，暴露在系统外部，并与外设对接。就拿点烟器接口来说吧，它原本是专门用于给点烟器供电的，后来由于这个接口在汽车上的通用性，于是衍生出了各种外部设备，只要是符合这个标准size的，带正负极簧片的，直流12V的，那就可以使用，比如导航、行车记录仪、吸尘器什么的，以及其他各种车载电子设备。


public interface CigarLighterInterface {//点烟器接口
    //供电方法，16V直流电
    public void electrifyDC16V();
}


1public class GPS implements CigarLighterInterface {
2    //导航的实现
3    @Override
4    public void electrifyDC16V() {
5        System.out.println("连接卫星");
6        System.out.println("定位。。。");
7    }
8
9}
 1public class CigarLighter implements CigarLighterInterface {
 2    //点烟器的实现
 3    @Override
 4    public void electrifyDC16V() {
 5        int time = 1000;
 6        while(--time>0){
 7            System.out.println("加热电炉丝");
 8        }
 9        System.out.println("点烟器弹出");
10    }
11
12}

对于点烟器接口来说，它根本不在乎也不知道对接的外设是什么鬼，它只是定义了一种规范，一种标准，只要符合的都可以对接。再比如USB接口的应用更加广泛，外设更是应有尽有，具体例子可以参考文章《设计模式是什么鬼（初探）》。

以上我们可以体会到接口的抽象是淋漓尽致的，实现是空无的，也就是说其方法都是无实现的。然而这样在某些场景下会存在一些问题，例如有时候我们在父类中只需抽象出一些方法，并且同时也有一些实体方法，以供子类直接继承，这怎么办？答案就是抽象类。举个例子，哺乳动物类，我们人类就是哺乳动物。

什么？鲸鱼是哺乳类？是的，凡是喂奶的都是哺乳类，不要以为会游泳的都是鱼，会飞的都是鸟，蝙蝠同样是哺乳类，只不过是老鼠中的飞行员而已。

既然如此这哺乳动物肯定是都能喂奶了，但是到底是跑还是游，或是飞呢还真不好说，但至少可以确认它们都是可以移动的。言归正传，我们开始定义哺乳动物抽象类。


 1public abstract class Mammal {
 2
 3    //既然是哺乳动物当然会喂奶了，但这里约束为只能母的喂奶
 4    protected final void feedMilk(){
 5        if(female){//如果是母的……
 6            System.out.println("喂奶");
 7        }else{//如果是公的……或者可以抛个异常出去。
 8            System.out.println("公的不会");
 9        }
10    }
11
12    //哺乳动物当然可以移动，但具体怎么移动还不知道。
13    public abstract void move();
14}

这里我们省略了female属性，其作用是为了控制喂奶行为，大家可以自行添加。可以看到的是，抽象类不同于接口，其自身是可以有具体实现的，也就是说抽象类是虚实结合的，虚部抽象行为，实部遗传给子类，虚虚实实，飘忽不定。OK，我们看下人、鲸、蝠的子类实现。


public class Human extends Mammal {

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("两条腿走路……");
    }

}
public class Whale extends Mammal {

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("游泳……");
    }

}
public class Bat extends Mammal {

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("用翅膀飞……");
    }

}

可以看到子类的各路实现都是自己独有的行为方式，而喂奶那个行为是不需要自己实现的，它是属于抽象哺乳类的共有行为，哺乳子类不能进行任何干涉。这便是接口与抽象的最大区别了，接口是虚的，抽象类可以有虚有实，接口不在乎实现类是什么，抽象类会延续其基因给子类。

其实到这里我们已经说了一大半了，理解了以上部分，剩下的部分就非常简单了，利用抽象类的这个特性，便有了“模板方法”。举例说明，我们做软件项目管理，按瀑布式简单来讲分为：需求分析、设计、编码、测试、发布，先不管是用何种方式去实现各个细节，我们就抽象成这五个步骤。



public abstract class PM {
    protected abstract void analyze();//需求分析
    protected abstract void design();//设计
    protected abstract void develop();//开发
    protected abstract boolean test();//测试
    protected abstract void release();//发布
}

那么问题来了，有个程序员在需求不明确或者设计不完善的情况下，一上来二话不说直接写代码，这样就会造成资源的浪费，后期改动太大还会影响项目进度。那么项目经理这时就应该规范一下这个任务流程，这里我们加入kickoff()方法实现。



 1public abstract class PM {
 2    protected abstract void analyze();//需求分析
 3    protected abstract void design();//设计
 4    protected abstract void develop();//开发
 5    protected abstract boolean test();//测试
 6    protected abstract void release();//发布
 7
 8    protected final void kickoff(){
 9        analyze();
10        design();
11        develop();
12        test();
13        release();
14    }
15}

这样就限制了整个项目周期的任务流程，注意这里要用final声明此方法子类不可以重写，只能乖乖的继承下去用。至于其他的抽象方法，子类可以自由发挥，比如测试方法test()，子类可以用人工测试，自动化测试，我们不care，我们是站在项目管理的抽象高度，只把控流程进度。这里甚至我们还可以加入一些逻辑如下。


 1public abstract class PM {
 2    protected abstract void analyze();//需求分析
 3    protected abstract void design();//设计
 4    protected abstract void develop();//开发
 5    protected abstract boolean test();//测试
 6    protected abstract void release();//发布
 7
 8    protected final void kickoff(){
 9        analyze();
10        design();
11        do {
12            develop();
13        } while (!test());//如果测试失败，则继续开发改Bug。
14        release();
15    }
16}

以下子类只需实现抽象方法，而不用实现固有的模板方法kickoff()，因为它已经被父类PM实现了，并且子类也不能进行重写。


1public class AutoTestPM extends PM{
2
3    @Override
4    protected void analyze() {
5        System.out.println("进行业务沟通，需求分析");     
6    }
7
8    //design();develop();test();release();实现省略
9}

至此，我们的模板方法就完成了，抽象类PM中的实方法kickoff()中，以某种逻辑编排调用了其他各个抽象方法，提供了一种固定模式的行为方式或是指导方针，以此达到虚实结合、柔中带刚、刚柔并济，灵活中不失规范的目的。