设计模式笔记（九）： 模板方法模式

喝饮料

平时我们喝茶或者喝咖啡一般经历以下四个步骤（星巴克等享受生活的土豪请稍微忍耐一下）：

1. 烧开水
2. 用水冲泡
3. 泡好之后倒入杯中
4. 加入调料

我们可以写出如下代码:

public class Coffee {


    public void start() {
        prepare();
        System.out.println("开始喝咖啡");
    }

    private void prepare() {
        boil(); //烧水
        brew(); //冲泡
        poure(); //倒入
        addCondiments(); //加入调料
    }

    private void boil() {
        System.out.println("烧水");
    }

    private void brew() {
        System.out.println("冲泡咖啡");
    }

    private void poure() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    private void addCondiments() {
        System.out.println("加一些调料（糖等）");
    }
}

代码非常简单，就是将上述过程描述了一遍。

现在如果我们想泡茶怎么办？行吧，再写一个Tea类。如下所示:

public class Tea {

    public void start() {
        prepare();
        System.out.println("可以喝茶了");
    }

    private void prepare() {
        boil(); //烧水
        brew(); //冲泡
        poure(); //倒入
        addCondiments(); //加入调料
    }

    private void boil() {
        System.out.println("烧水");
    }

    private void brew() {
        System.out.println("冲泡茶叶");
    }

    private void poure() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    private void addCondiments() {
        System.out.println("加一些调料");
    }
}

看出一些端倪了吧，prepare()方法完全一样，而且boil()和poure()方法也完全一样。本着“不能大量出现重复代码”的原则，怎么着也得想办法抽象一下。

将喝饮料这个过程抽象一下

代码如下:

//饮料类
public abstract class Beverage {

    protected void prepare() {
        boil(); //烧水
        brew(); //冲泡
        poure(); //倒入
        addCondiments(); //加入调料
    }

    private void boil() {
        System.out.println("烧水");
    }

    protected abstract void brew();


    private void poure() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    protected abstract void addCondiments();

}

//改变后的咖啡类
public class Coffee extends Beverage {


    public void start() {
        prepare();
        System.out.println("开始喝咖啡");
    }

    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("冲泡咖啡");
    }

    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加入调料糖");
    }


}

//改变后的茶类
public class Tea extends Beverage {

    public void start() {
        prepare();
        System.out.println("可以喝茶了");
    }

    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("冲泡茶叶");
    }

    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("我喝茶不想加什么东西");
    }

}

将相同的部分抽离到了抽象类中，子类继承抽象类，实现一些抽象方法即可。但是这里不单单是抽象，注意到prepare()方法，这个方法里调用了其他方法，而且是有顺序的调用，所以这个方法可以称为“算法的框架”，也就是说这个方法仅仅是一个骨架，定义了各个步骤的顺序，不过这些步骤的具体实现完全可以不一样，甚至可以将实现推迟到子类实现，由子类来决定该如何实现,这就是“模板方法模式”。

模板方法模式特点

1. 提高代码复用。通过继承将相同的代码放入抽象基类中。
2. 便于扩展，比较灵活。当需要新增子类的时候，只需要继承抽象基类，然后重写一些方法即可。
3. 由于引入了抽象类，所以可能会导致子类非常多。

小结

现在可以给出模板方法模式的定义了：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，重新定义算法中的某些步骤

本系列文章参考书籍是《Head First 设计模式》，文中代码示例出自书中。