第10章 考题抄错会做也白搭--模板方法模式

重复=易错+难改

场景：学生抄老师写在黑板上的题目，然后再做答案。

每个同学抄的试卷非常类似，除了答案不同，没什么不一样，如果每个同学抄的试卷是一个类，这样写容易错，又难以维护。如果老师突然要改题目，每个人都需要改代码，如果有人抄错，更是大问题。
应该抽象出一个父类，让两个子类继承，公共的试题代码写在父类当中。
既然用了继承，并且肯定这个继承有意义，就应该要成为子类的模板，所有重复的代码都应该上升到父类去，而不是让每个子类都去重复。
当要完成某一细节层次一致的一个过程或一系列步骤，但其个别步骤在更详细的层次上的实现可能不同时，通常考虑用模板方法模式来处理。

基于上面的场景，可以用以下代码实现：

父类

public abstract class TestPaper {

    public void question1() {
        print("试题1");
        print("答案:" + answer1());
    }

    /**
     * 答案的方法目的是给继承的子类重写
     * 因为这里每个人的答案都是不同的
     * @return
     */
    protected abstract String answer1();

    public void question2() {
        print("试题2");
        print("答案:" + answer2());
    }

    protected abstract String answer2();
}

子类A

public class TestPaperA extends TestPaper {

    /**
     * 重写父类的方法
     * @return
     */
    @Override
    protected String answer1() {
        return "A";
    }

    @Override
    protected String answer2() {
        return "B";
    }
}

子类B

public class TestPaperB extends TestPaper {

    @Override
    protected String answer1() {
        return "B";
    }

    @Override
    protected String answer2() {
        return "C";
    }
}

测试代码

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        print("学生A的试卷");
        //将子类变量声明成父类，利用多态性，实现代码的复用
        TestPaper a = new TestPaperA();
        a.question1();
        a.question2();

        print("学生B的试卷");
        TestPaper b = new TestPaperB();
        b.question1();
        b.question2();
    }
}

模板方法模式

模板方法模式，定义一个操作中的算法的骨架，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。[DP]

模板方法模式(TemplateMethod)结构图

图片.png

AbstractClass是抽象类，其实也就是一个抽象模板，定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法，它给出了一个顶级逻辑的骨架，而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中，推迟到子类实现。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。

public abstract class AbstractClass {

    /**
     * 一些抽象行为，放到子类去实现
     */
    public abstract void primitiveOperation1();
    public abstract void primitiveOperation2();

    /**
     * 模板方法，给出了逻辑的骨架
     * 而逻辑的组成是一些相应的抽象操作，他们都推迟到子类实现
     */
    public void templateMethod(){
        primitiveOperation1();
        primitiveOperation2();
    }
}

ConcreteClass,实现父类所定义的一个或多个抽象方法。每一个AbstractClass都可以有任意多个ConcreteClass与之对应，而每一个ConcreteClass都可以给出这些抽象方法（也就是顶级逻辑的组成步骤）的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

public class ConcreteClass extends AbstractClass {
    @Override
    public void primitiveOperation1() {
        print("具体类1方法1的具体实现");
    }

    @Override
    public void primitiveOperation2() {
        print("具体类1方法2的具体实现");
    }
}

测试代码

public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass c = new ConcreteClass();
        c.templateMethod();
    }

}

模板方法模式特点

模板方法模式是通过把不变行为搬移到超类，去除子类中的重复代码来体现它的优势。模板方法模式就是提供了一个很好的代码复用平台。当不变的和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候，不变的行为就会在子类中重复出现。通过模板方法模式把这些行为搬移到单一的地方，就帮助子类摆脱重复的不变行为的纠缠。