[设计模式] 模板方法模式


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模板方法模式：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的具体实现步骤


类图

[设计模式] 模板方法模式_模板方法模式

实现

//定义算法模板
public abstract class AbsractTemplate {

    /**
     * 准备工作
     */
    void prepare(){
        step1();
        step2();
        step3();
        step4();
    }

    void step1(){
        System.out.println("step1 completed!");
    }

    void step2(){
        System.out.println("step2 completed!");
    }

    abstract void step3();

    abstract void step4();

}

抽象类方法交由子类实现，抽象类模板中负责组织方法间调用的依赖和顺序管理。

public class HandlerOne extends AbsractTemplate {

    @Override
    void step3() {
        System.out.println("HandlerOne step3");
    }

    @Override
    void step4() {
        System.out.println("HandlerOne step4");
    }
}

public class HandlerTwo extends AbsractTemplate {

    @Override
    void step3() {
        System.out.println("HandlerTwo step3");
    }

    @Override
    void step4() {
        System.out.println("HandlerTwo step4");
    }
}

挂钩

抽象父类中还可以定义钩子函数，来由子类进行覆盖实现，可以用来控制方法的调用链的每个节点是否执行。

public abstract class AbsractTemplate {

    /**
     * 准备工作
     */
    void prepare(){
        step1();
        step3();
        step4();
        if(hook()){
            step2();
        }
    }

    void step1(){
        System.out.println("step1 completed!");
    }

    void step2(){
        System.out.println("step2 completed!");
    }

    abstract void step3();

    abstract void step4();

    //钩子
    boolean hook(){
        return false;
    }
}

子类实现覆盖钩子函数

public class HandlerThree extends AbsractTemplate {

    @Override
    boolean hook() {
        return true;
    }

    @Override
    void step3() {
        System.out.println("HandlerThree step3");
    }

    @Override
    void step4() {
        System.out.println("HandlerThree step4");
    }
}

总结


模板方法模式



  • 高层组件（抽象基类）决定方法调用逻辑，对待底层实现类的方式是“别调用我们，我们会调用你”（好莱坞原则）
  • 避免高层和低层组件相互交叉依赖的“依赖腐败”问题发生。
  • 在高层组件中定义方法的调用逻辑，在低层组件中通过挂钩函数的覆盖实现来控制节点执行的条件控制。
  • 定义算法步骤后，将步骤的实现延迟在子类（低层组件）决定如何实现算法的具体步骤。
  • 为代码重用提供了一种方案。
  • 模板方法的抽象类可以定义具体的方法，抽象方法和钩子
  • 钩子是一种方法，它在抽象类中不做事，只做默认的事，子类可以选择要不要覆盖它，主要用于高层组件在角色方法的调用步骤时使用。
  • 为防止子类修改算法模板的方法，可以将模板方法声明为final


模板方法模式和策略模式



  • 策略模式定义一组算法行为对象，具体行为由算法行为基类的子类实现，调用算法行为的抽象基类只负责调用算法接口中定义的方法。
  • 模板方法模式针对是公共算法的实现，由抽象基类（算法模板）决定方法执行顺序和需要抽象供子类实现的方法。
  • 模板方法通过继承的方式独立管理算法实现，策略模式通过组合的方式，将具体的算法行为委托给指定算法行为对象来实现。


设计要点



  • 好莱坞原则告诉我们，将决策权放在高层模块中，以便于决定如何、何时调用低层模块
  • 策略模式和模板方法模式都是封装算法，前者用组合，后者用继承
  • 工厂方法模式是模板方法的一个特殊的版本

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