设计模式 --模板方法模式 (Template Method Pattern)

什么叫模板方法模式？
定义：定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以在不改变一个算法的结构就可以重新定义该算法的某些特定步骤。

通用类图如下：

模板方法模式.png

通用代码如下
抽象模板类：

public abstract class AbstractClass {
   //基本方法
   protected abstract void doSomethings();
   //基本方法
   protected abstract void doAnythings();
   //模板方法
   final public void templateMethod(){
      /**
       * 调用基本方法，完成公共的基本逻辑
       */
      this.doAnythings();
      this.doSomethings();
   }
}

注意：
①为了防止恶意操作，一般都会把模板方法加上final关键字，不允许被重写。
②将基本方法用protected修饰，符合迪米特法则。
③不需要暴露的属性或方法尽量不要用protected修饰。
④若非必要，实现类不要扩大父类中的访问权限

具体模板类：

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
   @Override
   protected void doSomethings() {
   }
   @Override
   protected void doAnythings() {
   }
}

public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
   @Override
   protected void doSomethings() {
   }
   @Override
   protected void doAnythings() {
   }
}

客户端类：

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      AbstractClass abstractClass1 = new ConcreteClass1();
      AbstractClass abstractClass2 = new ConcreteClass2();
      //调用模板方法
      abstractClass1.templateMethod();
      abstractClass2.templateMethod();
   }
}

模板方法模式的优点：
①封装不变部分，扩展可变部分
②提取公共部分代码，便于维护
③行为由父类控制，子类实现

模板方法模式的缺点：
一般来讲，按照设计习惯，抽象类负责声明最抽象的事物属性或方法，实现类来完成具体的逻辑细节，但是在这个模板方法模式中缺不是这样的，抽象类定义部分的抽象方法由子类实现，公共的方法由抽象类自己实现，这样会带来代码阅读的困难。

模板方法模式的使用场景：
①多个子类有公有的方法，且逻辑基本相同时。
②可以将重要，复杂的算法设计为模板方法，相关细节功能则由各个子类实现。
③重构时，利用模板方法模式将相同代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

模板方法模式扩展：
如果想要在客户端控制模板方法的逻辑运行，那么可以在抽象模板类中扩展钩子方法，有子类重写，然后在客户端调用方法设置属性。
扩展后的模板方法代码：

public abstract class AbstractClass {
   //基本方法
   protected abstract void doSomethings();
   //基本方法
   protected abstract void doAnythings();
   //模板方法
   final public void templateMethod(){
      /**
       * 调用基本方法，完成公共的基本逻辑
       */
      if (this.getBoolean()){
         this.doAnythings();
         this.doSomethings();
      }
   }
   //钩子方法
   protected boolean getBoolean(){
      return true;
   }
}

子类实现：

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
   private boolean isBoolean = true;
   @Override
   protected void doSomethings() {}
   
   @Override
   protected void doAnythings() {}
   
   @Override
   protected boolean getBoolean() {
      return this.isBoolean;
   }

   public void isBoolean(boolean isBoolean){
      this.isBoolean = isBoolean;
   }
}

客户端调用：

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      AbstractClass abstractClass1 = new ConcreteClass1();
      ((ConcreteClass1) abstractClass1).isBoolean(true);
   }
}

经过扩展的模板方法模式可以由子类的一个方法的返回值决定公共部分的执行结果。

参考书籍：设计模式之禅 --- 秦小波 著