Java设计模式--模板方法模式

　　定义：

　　模板模式是一种行为设计模式，使用了JAVA的继承机制，在抽象类中定义一个模板方法，该方法引用了若干个抽象方法（由子类实现）或具体方法（子类可以覆盖重写）。它的实现思路是，创建一个桩方法，并且定义一些步骤让子类来实现。模板方法定义了一个算法的执行步骤，或者说能够提供一种默认的实现，这种实现概括一部分子类或者全部子类的共同部分。

　　举一个例子帮助理解，假设提供一种造房子的算法。算法的步骤就是模拟造房子的过程：建地基、建支撑，最后添加墙和窗户 – 1. Fundation,2. Pillars,3. Walls,4. Windows。最重要的一点就是不能改变此建造过程，比如不可能在没用地基的时候就开始建造窗户。这个例子中，我们就创建了一个模板方法 – 将使用不同的方法完成对房子的建造。

　　为了确保子类不能重写(override)这个模板方法，应当使用final。

模式中的角色

抽象模板：定义了一个模板方法和若干抽象方法和具体方法.

具体模板：继承抽象模板类并实现抽象方法.

示例：模拟程序员的日常

抽象模板

package com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod;

public abstract class Day {

    public void getUp(){
        System.out.println("get up~");
    }
    public abstract void breakfast();
    public abstract void goToWork();
    public abstract void working();
    public abstract void lunch();
    public abstract void goHome();
    public abstract void supper();
    public void sleep(){
        System.out.println("sleep~");
    }
    //模板方法
    public final void process(){
        getUp();
        breakfast();
        goToWork();
        working();
        lunch();
        working();
        goHome();
        supper();
        sleep();
    }
}

具体模板

package com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod;

public class ProgrammerDay extends Day{

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#breakfast()
     */
    @Override
    public void breakfast() {
        System.out.println("breakfast:noodle~");

    }

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#goToWork()
     */
    @Override
    public void goToWork() {
        System.out.println("goToWork:drive car~");

    }

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#working()
     */
    @Override
    public void working() {
        System.out.println("working: coding~");

    }

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#lunch()
     */
    @Override
    public void lunch() {
        System.out.println("lunch: eat rice~");

    }

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#goHome()
     */
    @Override
    public void goHome() {
        System.out.println("goHome: walk~");
    }

    /**
     * @see com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod.Day#supper()
     */
    @Override
    public void supper() {
        System.out.println("supper: rice~");
    }

}

客户端

package com.pichen.dp.behavioralpattern.templatemethod;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Day programmerDay = new ProgrammerDay();
        programmerDay.process();
    }
}

结果

get up~
breakfast:noodle~
goToWork:drive car~
working: coding~
lunch: eat rice~
working: coding~
goHome: walk~
supper: rice~
sleep~

模版方法模式的结构

模版方法模式由一个抽象类和一个（或一组）实现类通过继承结构组成，抽象类中的方法分为三种：

• 抽象方法：父类中只声明但不加以实现，而是定义好规范，然后由它的子类去实现。
• 模版方法：由抽象类声明并加以实现。一般来说，模版方法调用抽象方法来完成主要的逻辑功能，并且，模版方法大多会定义为final类型，指明主要的逻辑功能在子类中不能被重写。
• 钩子方法：由抽象类声明并加以实现。但是子类可以去扩展，子类可以通过扩展钩子方法来影响模版方法的逻辑。
• 抽象类的任务是搭建逻辑的框架，通常由经验丰富的人员编写，因为抽象类的好坏直接决定了程序是否稳定性。

实现类用来实现细节。抽象类中的模版方法正是通过实现类扩展的方法来完成业务逻辑。只要实现类中的扩展方法通过了单元测试，在模版方法正确的前提下，整体功能一般不会出现大的错误。

优点

容易扩展。一般来说，抽象类中的模版方法是不易反生改变的部分，而抽象方法是容易反生变化的部分，因此通过增加实现类一般可以很容易实现功能的扩展，符合开闭原则。

便于维护。对于模版方法模式来说，正是由于他们的主要逻辑相同，才使用了模版方法，假如不使用模版方法，任由这些相同的代码散乱的分布在不同的类中，维护起来是非常不方便的。

比较灵活。因为有钩子方法，因此，子类的实现也可以影响父类中主逻辑的运行。但是，在灵活的同时，由于子类影响到了父类，违反了里氏替换原则，也会给程序带来风险。这就对抽象类的设计有了更高的要求。

在多个子类拥有相同的方法，并且这些方法逻辑相同时，可以考虑使用模版方法模式。在程序的主框架相同，细节不同的场合下，也比较适合使用这种模式