模板方法模式

设计模式

模板方法模式

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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定义该算法的某些特定步骤。

UML类图

模板方法模式仅仅使用了继承机制，其中AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分为两类：基本方法和模板方法。基本方法由子类实现，模板方法实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。

通用代码

抽象模板类：

public abstract class AbstractClass {
    //基本方法
    protected abstract void doSomething();

    //基本方法
    protected abstract void doAnything();

    //模板方法
    public void templateMethod() {
        //调用基本方法，完成相关逻辑
        this.doSomething();
        this.doAnything();
    }
}

具体模板类：

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        //逻辑
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        //逻辑
    }
}

public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
    @Override
    protected void doSomething() {
        //逻辑
    }

    @Override
    protected void doAnything() {
        //逻辑
    }
}

场景类：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
        AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();
        //调用模板方法
        class1.templateMethod();
        class1.templateMethod();
    }
}

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应用

优点

• 封装不变部分，扩展可变部分。
• 提取公共部分代码，便于维护。
• 行为由父类控制，子类实现，符合开闭原则。

缺点

子类对父类产生了影响，在复杂的项目中，会带来代码阅读的困难，而且会让新手产生不适感。

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，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

实际应用

• Spring MVC中HandlerMapping的设计，其有一个抽象类AbstractHandlerMapping，在这个抽象类中定义了一个完整的HandlerMapping的初始化和获取Handler对象的主体流程，但是有一个抽象方法getHandlerInternal（HttpServletRequest request）留给子类去实现。
• Spring MVC中的View设计同理。View只定义了接口方法，AbstractView类实现了在View中定义的所有方法，并留有一个抽象方法renderMergedOutputModel给子类去实现。而AbstractJasperReportsView和AbstractTemplateView抽象类又进一步实现了AbstractView的抽象方法renderMergedOutputModel，并进一步细化出renderReport抽象方法和renderMergedTemplateModel给子类去实现。

注意事项

• 为了防止恶意操作，一般模板方法都加上final关键字。
• 基本方法尽量设计为protected类型，符合迪米特法则，不需要暴露的属性或方法尽量不要设置为protected类型。实现类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。

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扩展

在抽象类中设置一个方法，子类可以重写该方法，其返回值能影响模板方法的执行结果，该方法就叫做钩子方法。有了钩子方法模板方法模式才算完美。如下：

public abstract class AbstractClass {
    //基本方法
    protected abstract void doSomething();

    //基本方法
    protected abstract void doAnything();

    //钩子方法
    protected boolean isDo(){
        return true;
    }

    //模板方法
    public void templateMethod() {
        //调用基本方法，完成相关逻辑
        this.doSomething();
        if (this.isDo()) {
            this.doAnything();
        }
    }
}

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参考文献： 《设计模式之禅》