模板方法模式

来源：互联网发布：mac系统 high sierra 编辑：程序博客网时间：2024/06/13 19:34

1.模板方法模式定义：

模板方法模式（Template Method）：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。该模式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。

模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。

2.模板模式与继承
模板方法估计恰当地使用继承。此模式可以用来改写一些拥有相同功能的相关的类，将可复用的一般性行为代码移到基类里面，而把特殊化的行为代码移到子类里面。熟悉模板方法模式是重新学习继承的开始。

3.模板模式中的方法
1)模板方法：必须由抽象类实现，该方法是一个顶级逻辑，调用任意多个基本方法。子类不应该修改该方法

2)基本方法：模板方法所调用的方法，有可细分为抽象方法，具体方法，钩子方法
    抽象方法：强迫子类重写的
    具体方法：不需要子类重写的，最好声明为final
    钩子方法：一个钩子方法由抽象类声明并实现，而子类可以重写加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现，作为方法的默认实现，(钩子方法的命名应该以do开头，这是一个通用规范)。
补充：模板模式的设计理念是尽量减少必须由子类置换掉的基本方法的数量(可以理解为尽量减少抽象方法和钩子方法的数量。)

4.重构的原则
总的原则：行为上移，状态下移(抽象类中的具体方法应该尽量多，而成员变量应该尽量少)
1)应当根据行为而不是状态定义一个类
2)在实现行为时，应该尽量用取值方法获取成员变量，而不是直接应用成员变量
3)给操作划分层次。一个类的行为应当放到一个小组核心方法里面，这些方法可以很方便地在子类中置换
4)将状态的确认推迟到子类中去。

5.使用模板模式，用多态取代条件转移(也可以使用策略模式)

模板方法模式的静态结构图如下所示：

源代码：

抽象模板角色类，abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤，这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。

public abstract class AbstractTemplate {    /**     * 模板方法     */    public void templateMethod(){        //调用基本方法        abstractMethod();        hookMethod();        concreteMethod();    }    /**     * 基本方法的声明（由子类实现）     */    protected abstract void abstractMethod();    /**     * 基本方法(空方法)     */    protected void hookMethod(){}    /**     * 基本方法（已经实现）     */    private final void concreteMethod(){        //业务相关的代码    }}

具体模板角色类，实现了父类所声明的基本方法，abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑，而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑，不是必须实现的。

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{    //基本方法的实现    @Override    public void abstractMethod() {        //业务相关的代码    }    //重写父类的方法    @Override    public void hookMethod() {        //业务相关的代码    }}

模板模式的关键是：子类可以置换掉父类的可变部分，但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。

每当定义一个新的子类时，不要按照控制流程的思路去想，而应当按照“责任”的思路去想。换言之，应当考虑哪些操作是必须置换掉的，哪些操作是可以置换掉的，以及哪些操作是不可以置换掉的。使用模板模式可以使这些责任变得清晰。

使用场景

考虑一个计算存款利息的例子。假设系统需要支持两种存款账号，即货币市场(Money Market)账号和定期存款(Certificate of Deposite)账号。这两种账号的存款利息是不同的，因此，在计算一个存户的存款利息额时，必须区分两种不同的账号类型。

这个系统的总行为应当是计算出利息，这也就决定了作为一个模板方法模式的顶级逻辑应当是利息计算。由于利息计算涉及到两个步骤：一个基本方法给出账号种类，另一个基本方法给出利息百分比。这两个基本方法构成具体逻辑，因为账号的类型不同，所以具体逻辑会有所不同。

显然，系统需要一个抽象角色给出顶级行为的实现，而将两个作为细节步骤的基本方法留给具体子类实现。由于需要考虑的账号有两种：一是货币市场账号，二是定期存款账号。系统的类结构如下图所示。

　源代码：

抽象模板角色类

public abstract class Account {    /**     * 模板方法，计算利息数额     * @return    返回利息数额     */    public final double calculateInterest(){        double interestRate = doCalculateInterestRate();        String accountType = doCalculateAccountType();        double amount = calculateAmount(accountType);        return amount * interestRate;    }    /**     * 基本方法留给子类实现     */    protected abstract String doCalculateAccountType();    /**     * 基本方法留给子类实现     */    protected abstract double doCalculateInterestRate();    /**     * 基本方法，已经实现     */    private double calculateAmount(String accountType){        /**         * 省略相关的业务逻辑         */        return 7243.00;    }}

具体模板角色类

public class MoneyMarketAccount extends Account {    @Override    protected String doCalculateAccountType() {                return "Money Market";    }    @Override    protected double doCalculateInterestRate() {                return 0.045;    }}

public class CDAccount extends Account {    @Override    protected String doCalculateAccountType() {        return "Certificate of Deposite";    }    @Override    protected double doCalculateInterestRate() {        return 0.06;    }}

客户端类

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Account account = new MoneyMarketAccount();        System.out.println("货币市场账号的利息数额为：" + account.calculateInterest());        account = new CDAccount();        System.out.println("定期账号的利息数额为：" + account.calculateInterest());    }}

参考：http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/14/2495235.html

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