设计模式笔记 - 模板模式（Template Pattern）

模式定义

模板模式（Template Pattern）定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变算法的结构，重新定义算法中的某些特定步骤。

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模式结构

模板模式包含以下角色：

• AbstractClass：抽象类
• ConcreteClass：具体类

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模式实例

/*
 * 此例为实现模板模式的小例子。茶与咖啡同属于咖啡因的种类，两者的冲泡方式也十分相同：煮沸水、添
 * 加咖啡豆（或茶包）、导入杯中、添加调料。利用模板模式，可以将两者的冲泡过程进行抽象泛化。
 */
// AbstractClass - 抽象类
public abstract class CaffeineBeverage {
  	// final - 标记子类无法重载该方法
  	final void prepareRecipe() {
      	boilWater();
      	brew();
      	pourInCup();
      	hook();
      	addCondiments();
  	}
  
  	// 指定子类必须实现以下两个抽象方法
  	abstract void brew();
  	
  	abstract void addCondiments();
  
  	void boilWater() {
      	System.out.println("Boiling Water!");
  	}
  
  	void pourInCup() {
      	System.out.println("Pouring into Cup!");
  	}
  
  	// hook钩子 - 空方法 - 使算法更具拓展性
  	void hook() {
      	;
  	}
}

// ConcreteClass - 具体类
// 茶
public class Tea extends CaffeineBeverage {
  	public void brew() {
      	System.out.println("Steeping the tea!");
  	}
  
  	public void addCondiments() {
      	System.out.println("Adding Lemon!");
  	}
}

// 咖啡
public class Coffee extends CaffeineBeverage {
  	public void brew() {
      	System.out.println("Dripping Coffee through filter!");
  	}
  
  	public void addCondiments() {
      	System.out.println("Adding Sugar and Milk!");
  	}
  
  	public void hook() {
      	System.out.println("Please give me a spoon!");
  	}
}

public class Test {
  	public static void main(String[] args) {
      	CaffeineBeverage tea = new Tea();
      	CaffeineBeverage coffee = new Coffee();
      
      	tea.prepareRecipe();
      	coffee.prepareRecipe();
  	}
}

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模式分析

• 通常来说，模板模式中抽象类负责实现模板方法，定义算法的骨架，而具体类实现抽象类中的抽象方法，实现完整的算法。

模板模式的优点：

• 模板模式提供了抽象类专注于算法本身，并定义了算法的大致骨架，使代码的复用最大化。
• 子类可以继承模板类，并实现算法所指定的细节，有助于算法的扩展。

模板模式的缺点：

• 抽象类内部的细节若划分太过于细节，将减少子类实现该抽象类的弹性，不易于扩展。

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模式扩展

模板模式中不一定非要继承抽象类才能够实现算法的复用。java.util 包中 Array.sort() 静态方法为我们提供了排序的模板，但是我们并不能够继承数组类，所以它要求需要排序的类实现Comparable接口，才能够正常使用该排序。

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Q&A

• 当我创建一个模板方法时，怎么知道什么时候才能使用抽象方法，什么时候用钩子当你的子类“必须”提供算法中某个方法或步骤的实现时，就使用抽象方法。如果算法的这个部分是可选的，就使用钩子。
• 使用钩子的真正目的钩子可以让子类实现算法中可选的部分，换种角度来说，在钩子对于子类的实现并不重要的时候，子类可以对此置之不理。钩子的另外一个用法，是让子类能够有机会对模板方法中某些即将发生的（或刚刚发生的）步骤做出反应。
• 策略模式与模板模式的区别策略模式与模板模式的思想是封装算法。但策略模式的侧重点在于使用组合，实现算法的替换，而模板模式的侧重点使用继承，实现算法框架的某些细节。