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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。

UML类图

举例说明

比如我们做饭,我要煮面条。分为下面几个步骤

  1. 打开抽油烟机
  2. 生火
  3. 煮面条
  4. 关火
  5. 关闭油烟机

用代码实现

public class CookNoodles{

    public void open() {
        System.out.println("打开油烟机");
    }

    public void fire() {
        System.out.println("生火");
    }

    public void doCook() {
        System.out.println("煮面条");
    }

    public void outFire() {
        System.out.println("关火");
    }

    public void close() {
        System.out.println("关闭油烟机");
    }

    public void cook() {
        this.open();
        this.fire();
        this.doCook();
        this.outFire();
        this.close();
    }
}

执行

CookNoodles cook = new CookNoodles();
        cook.cook();

但是我们不能只吃面条,还要炒个菜吃

public class CookVegetable {

    public void open() {
        System.out.println("打开油烟机");
    }

    public void fire() {
        System.out.println("生火");
    }

    public void doCook() {
        System.out.println("炒菜");
    }

    public void outFire() {
        System.out.println("关火");
    }

    public void close() {
        System.out.println("关闭油烟机");
    }

    public void cook() {
        this.open();
        this.fire();
        this.doCook();
        this.outFire();
        this.close();
    }
}

上面的两个类一比较,你会发现除了doCook()方法中的实现不一样,其他的方法步骤完全一样。身为渣渣程序猿的我看到很烦。我们可以将重复代码抽象出来,由父类实现它,然后煮面条和炒菜都继承于它

抽象类

public abstract class Cook {

    public void open() {
        System.out.println("打开油烟机");
    }

    public void fire() {
        System.out.println("生火");
    }

    /**
     * 子类去实现
     */
    public abstract void doCook();

    public void outFire() {
        System.out.println("关火");
    }

    public  void close() {
        System.out.println("关闭油烟机");
    }

    /**
     * 使用final关键字,防止子类重写
     */
    public final void cook() {
        this.open();
        this.fire();
        this.doCook();
        this.outFire();
        this.close();
    }
}

炒菜和煮面条只要实现他们不同的那部分就可以了

public class CookNoodles extends Cook{


    @Override
    public void doCook() {
        System.out.println("下面条");
    }


}


public class CookVegetable extends Cook {

    @Override
    public void doCook() {
        System.out.println("炒菜");
    }
}

看到这里。你已经学会模板方法模式,使用场景为:当一个业务有N个步骤(模板),其中一部分是永恒不变的,那么将不变的步骤抽象到父类。可能变化的留给子类实现。

模板方法模式中的方法

先对代码进行注释区分下

public abstract class Cook {

    public void open() {
        System.out.println("打开油烟机");
    }

    public void fire() {
        System.out.println("生火");
    }

    /**
     * 基本方法的声明(子类去实现)
     */
    public abstract void doCook();

    /**
     * 基本方法(空方法)
     */
    public void doAfter() {}

    /**
     * 基本方法(已经实现)
     */
    public void outFire() {
        System.out.println("关火");
    }

    public  void close() {
        System.out.println("关闭油烟机");
    }

    /**
     * 模板方法
     */
    public final void cook() {
        //调用基本方法
        this.open();
        this.fire();
        this.doCook();
        this.outFire();
        this.close();
    }
}

从上面类中可以看到,模板方法中的方法可以分为两大类:模板方法和基本方法。

模板方法

一个模板方法是定义在抽象类中的,把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法

一个抽象类可以任意多个模板方法。而不受限于一个。

基本方法

基本方法分为三种:抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method) 和钩子方法(Hook Method)

  • 抽象方法:一个抽象方法由抽象类声明。由具体子类实现。
  • 具体方法:一个具体方法由抽象类声明并实现,而子类并不实现或置换
  • 钩子方法:一个钩子方法由抽象类声明并实现,而子类会加以扩展。通常抽象类给出实现是一个空方法。作为方法的默认实现。
命名规则

命名规则是设计师之间赖以沟通的管道之一,钩子方法的名字应该以do开始。

实际案例

servlet中的就是使用了典型的模板方法。使用过Servlet 需继承一个叫HttpServlet的抽象类。

 protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String method = req.getMethod();
        long lastModified;
        if (method.equals("GET")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            if (lastModified == -1L) {
                this.doGet(req, resp);
            } else {
                long ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
                if (ifModifiedSince < lastModified / 1000L * 1000L) {
                    this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
                    this.doGet(req, resp);
                } else {
                    resp.setStatus(304);
                }
            }
        } else if (method.equals("HEAD")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            this.doHead(req, resp);
        } else if (method.equals("POST")) {
            this.doPost(req, resp);
        } else if (method.equals("PUT")) {
            this.doPut(req, resp);
        } else if (method.equals("DELETE")) {
            this.doDelete(req, resp);
        } else if (method.equals("OPTIONS")) {
            this.doOptions(req, resp);
        } else if (method.equals("TRACE")) {
            this.doTrace(req, resp);
        } else {
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
            Object[] errArgs = new Object[]{method};
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
            resp.sendError(501, errMsg);
        }

    }

HttpServlet类中方法

模板方法:service()
基本方法:doPost()、doGet()等方法