Java设计模式之——模板方法
模板方法（Template Method）作为Java的设计模式之一，一个词概括其优势特点那就是：抽象步骤
接下来以一个问答的形式进行理解记录
base代码：现在你要制作一个蛋糕，你会很多种做法，我们将制作蛋糕具象化成为代码，如下
public class Cake {
public static int METHOD_1 = 1;
public static int METHOD_2 = 2;
public void make(int method) {
System.out.println("make start");
if (method == METHOD_1) {
// 用方法1做蛋糕
} else if (method == METHOD_2) {
// 用方法2做蛋糕
}
System.out.println("make finish");
}
}
提问1：现在你灵光一闪，又想出一种制作方案你该怎么办？
回答1：你会毫不犹豫的说，追加一个method的static字段，以及追加一个if分支条件判断
public class Cake {
......
public static int METHOD_3 = 3;
public void make(int method) {
System.out.println("make start");
......
} else if (method == METHOD_3) {
// 用方法3做蛋糕
}
......
System.out.println("make finish");
}
}提问2：这确实是一个解决方案，但是你有没有考虑过如果一个if里面有百余行，而且你又有非常多的制作内容怎么办，怎么解决冗长问题？
也许你会想，就加代码呗，反正我都熟悉。但是如果你不是重头写代码的人，你拿到这个类的时候就有N多种策略超过千行的代码，你是否会吐槽怎么全堆在一起了呢？如果你是一个优秀设计者或leader，review这套代码时能不想去优化吗？
为了更好的可扩展性和可读性我们可以引入模板方法：
首先我们应该抽出共通的东西做一个父类（Base类），其次具体的蛋糕制作由子类进一步实现，每一种制作方式我们就拓展一个子类
仔细观察Cake类，你会发现make方法是这个类的核心，make()中便是执行制作的核心代码，为了尽可能将共通的东西都留在父类（base类），我们要进一步将make()中的代码拆分，让其变成众多子步骤方法如下：
public abstract class Cake {
final void make() {
makeStart();//log
makingCakeGerm();//做蛋糕胚
makingCream();//制作奶油
wipeCakeGerm();//抹蛋糕胚
piping();//裱花
makeFinish();//log
}
private void makeStart() {
System.out.println("make start");
}
protected abstract String makingCakeGerm();
protected abstract String makingCream();
protected abstract String wipeCakeGerm();
protected abstract String piping();
private void makeFinish() {
System.out.println("make finish");
}
}我们可以看到已经把make方法中的步骤进一步拆分细化，有先做蛋糕胚，再做奶油，然后涂抹到蛋糕胚上，最后裱花
我们来注意几个细节：
1、cake类成为了抽象类，没啥好说的，方法都抽象了
2、make方法增加了final修饰，不希望子类覆写这个方法，防止流程被更改
3、步骤抽象化，这是模板方法的核心，步骤的具体实现交由子类自行实现，每一种蛋糕都可以用不同的子类独立实现，这样可读性就大大提高了，而且扩展也非常方便，只需要实现一个新的子类即可
接下来我们实现具体的蛋糕子类：
我们这里可以这样想，蛋糕胚基本上没什么差别，抹奶油也都是常规操作，不一样的是制作什么样的奶油以及裱花的样式
public abstract class Cake {
final void make() {
makeStart();//log
makingCakeGerm();//做蛋糕胚
makingCream();//制作奶油
wipeCakeGerm();//抹蛋糕胚
piping();//裱花
makeFinish();//log
}
private void makeStart() {
System.out.println("make start");
}
private void makingCakeGerm() {
System.out.println("制作蛋糕胚");
}
protected abstract void makingCream();//内容不共通的方法，留在子类实现
private void wipeCakeGerm() {
System.out.println("将奶油抹到蛋糕胚上");
}
protected abstract void piping();//内容不共通的方法，留在子类实现
private void makeFinish() {
System.out.println("make finish");
}
}子类实现蛋糕A和蛋糕B：
public class Cake_A extends Cake {
@Override
public void makingCream() {
System.out.println("植物奶油 抹茶味");
}
@Override
public void piping() {
System.out.println("裱花八朵");
}
}
/******************************************/
public class Cake_B extends Cake {
@Override
public void makingCream() {
System.out.println("动物奶油 巧克力味");
}
@Override
public void piping() {
System.out.println("裱个生日快乐");
}
}最后Main类执行：
public class Test{
public static void main(String[] args){
Cake_A a = new Cake_A();
Cake_B b = new Cake_B();
a.make();
System.out.println("******************");
b.make();
}
}
看一下输出结果：
I/System.out: make start
I/System.out: 制作蛋糕胚
I/System.out: 植物奶油 抹茶味
I/System.out: 将奶油抹到蛋糕胚上
I/System.out: 裱花八朵
I/System.out: make finish
I/System.out: ******************
I/System.out: make start
I/System.out: 制作蛋糕胚
I/System.out: 动物奶油 巧克力味
I/System.out: 将奶油抹到蛋糕胚上
I/System.out: 裱个生日快乐
I/System.out: make finish上述示例就是模板方法的一个实际使用模型。
总结一下优缺点：
优点：
- 复用性增强，可读性增强，将相同部分的代码放在抽象的父类中，部分实现代码在子类中完成
- 扩展性增强，通过增加子类来设计新的逻辑，一子类对应一套逻辑
- 遵守了开闭原则，并通过父类调用其子类的扩展方法实现了反向控制
缺点：
缺点很显然了，你如果拥有海量的蛋糕设计方法，那你就要实现非常多个子类
应用场景：
在逻辑设计时，将不变（也称共通）的逻辑做在父类中，变化的逻辑以抽象方法的形式在父类中，由子类后续继承实现，且后续的改动和拓展均应由子类完成，维持父类不动
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问：有人会说Test类应该是父类型引用指向子类对象，然后调用父类型变量中的.make()方法吧？
答：显然没必要，这种设计模式的核心思想不在多态上，向上转型诚然也可以实现，但是模板方法的核心在于抽象步骤，公共复用，所以用不用向上转型影响不大
问：有人学习了策略模式后会感到疑惑，这和模板方法也太像了吧？
答：不要怀疑，确实很像！区别就是策略模式用接口实现逻辑的扩展性，而模板方法用继承的方式完成逻辑的扩展性
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虽然到这里就是模板方法的大体设计思想了，但是这还不算完，模板方法还有一个punchline！
“钩子方法”
提问3：现在你突然着急吃蛋糕了，那怎么办？砍步骤呗，最后那个裱花不要了，这个时候代码怎么写？
父类增加判断默认执行裱花，子类增加标记位isPipe，并提供设定标记位的函数isPipe()，这个函数就是钩子方法
public abstract class Cake {
final void make() {
makeStart();//log
makingCakeGerm();//做蛋糕胚
makingCream();//制作奶油
wipeCakeGerm();//抹蛋糕胚
if (isPipe()) {
piping();//裱花
}
makeFinish();//log
}
......
//父类增加一个方法用来判定标记位置，这里默认用true，后续子类拓展
protected boolean isPipe() {
return true;
}
}public class Cake_C extends Cake {
private boolean isPipe = true;//是否裱花的标记位
@Override
public void makingCream() {
System.out.println("动物奶油 巧克力味");
}
@Override
public void piping() {
System.out.println("裱个生日快乐");
}
@Override
public boolean isPipe() {
return this.isPipe;
}
public void setPipe(boolean isPipe) {//设定标记位
this.isPipe = isPipe;
}
}最后我们更改一下Test类的写法：
public class Test{
public static void main(String[] args){
Cake_A a = new Cake_A();
Cake_C c = new Cake_C();
c.setPipe(false);
a.make();
System.out.println("******************");
c.make();
}
}我们在Test类中设定蛋糕C不裱花执行，这回蛋糕C没有裱花就做完了。
细想，父类其实并没有变，依然能够完整执行，但是却能靠子类的方法返回值，来改变最终的执行结果，这便是模板方法的点睛之笔了，而这篇日记到此也就完整了。