模版方法模式-定义算法的框架

 在生活中，很多事需要通过几个步骤才能完成。例如找工作，一般都包含投递简历、面试、等待结果等几个步骤。投递简历何等待结果这两个步骤大同小异，最大的区别在于面试这个步骤。

在软件开发中，有时也会遇到类似情况。某个方法的实现需要多个步骤（类似找工作），其中有些步骤是固定的（类似投递简历和等待结果），而有些步骤并不固定，存在可变性（类似面试）。而模版方法模式是针对这类情况进行设计，目的是为了提高代码的复用性和系统的灵活性。

1 模版方法模式

定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中，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。

在模版方法模式中，可以将相同的代码放在父类中（例如投递简历和等待结果），而对于基本方法（面试），在父类中只做一个声明，将其具体实现放在不同的子类中。

图 模版方法UML

AbstractClass: 抽象类，定义了一系列基本操作，这些操作可以是具体的，也可以是抽象的。每个基本操作对应算法的一个步骤，在其子类中可以重定义或实现这些步骤。同时，在抽象类中实现了一个模版方法，用于定义一个算法的框架。模版方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本算法，还可以调用其他对象的方法。

ConcreteClass:是抽象类的子类，用于实现在父类中声明的抽象基本操作，也可以覆盖在父类中已实现的基本操作。

public abstract class JobSearchAbstract {

    public boolean isForJava() { // 钩子函数
        return false;
    }

    final public void searchJob() { // 模版方法，确保不会被子类覆盖
        sendResume();
        interview();
        waitForResult();
    }

    public void sendResume() {
        System.out.println("投递简历");
    }

    public abstract void interview();

    public void waitForResult() {
        if (isForJava()) {
            System.out.println("面试通过！");
        } else {
            System.out.println("面试不通过");
        }
    }
}

public class ProgrammerJobSearch extends JobSearchAbstract{

    @Override
    public void interview() {
        System.out.println("5年工作经验");
    }

    @Override
    public boolean isForJava() {
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        JobSearchAbstract jobSearch = new ProgrammerJobSearch();
        jobSearch.searchJob();
    }
}

//投递简历
//5年工作经验
//面试通过！

2 优缺点

优点：

1）在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。

2）提供了代码复用性，提取类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类来实现不同的行为。

3）可实现一种反向控制结构。通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。

4）可以通过子类来覆盖父类的基本方法，不同的子类可以通过基本方法的不同实现，更换和增加新的子类很方便，符合单一职责原则和开闭原则。

缺点：

需要为每个基本方法的不同实现提供一个子类。如果父类中可变的基本方法太多，将会导致类的歌声增加，系统更加庞大，设计也更加抽象。

3 适用场景

1）对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模版方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。即一次性地实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类来实现。

2）需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行，实现子类对父类的方向控制。

3）各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。