模板方法模式的定义和组成:

模板方法模式是一种只需使用继承就可以实现的非常简单的模式。 
模板方法模式由两部分结构组成,第一部分是抽象父类,第二部分是具体的实现子类。通常在抽象父类中封装了子类的算法框架,包括实现一些公共方法以及封装子类中所有方法的执行顺 
序。子类通过继承这个抽象类,也继承了整个算法结构,并且可以选择重写父类的方法。

假如我们有一些平行的子类,各个子类之间有一些相同的行为,也有一些不同的行为。如果相同和不同的行为都混合在各个子类的实现中,说明这些相同的行为会在各个子类中重复出现。但实际上,相同的行为可以被搬移到另外一个单一的地方,模板方法模式就是为解决这个问题而生的。在模板方法模式中,子类实现中的相同部分被上移到父类中,而将不同的部分留待子类来实现。这也很好地体现了泛化的思想。

先泡一杯咖啡:

首先,我们先来泡一杯咖啡,如果没有什么太个性化的需求,泡咖啡的步骤通常如下: 
(1) 把水煮沸 
(2) 用沸水冲泡咖啡 
(3) 把咖啡倒进杯子 
(4) 加糖和牛奶 
通过下面这段代码,我们就能得到一杯香浓的咖啡:

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8">
  5. <title>Title</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8. <script>
  9. var Coffee = function(){};
  10. Coffee.prototype.boilWater = function(){
  11. console.log( '把水煮沸' );
  12. };
  13. Coffee.prototype.brewCoffeeGriends = function(){
  14. console.log( '用沸水冲泡咖啡' );
  15. };
  16. Coffee.prototype.pourInCup = function(){
  17. console.log( '把咖啡倒进杯子' );
  18. };
  19. Coffee.prototype.addSugarAndMilk = function(){
  20. console.log( '加糖和牛奶' );
  21. };
  22. Coffee.prototype.init = function(){
  23. this.boilWater();
  24. this.brewCoffeeGriends();
  25. this.pourInCup();
  26. this.addSugarAndMilk();
  27. };
  28. var coffee = new Coffee();
  29. coffee.init();
  30. </script>
  31. </body>
  32. </html>
  1.  

泡一壶茶:

接下来,开始准备我们的茶,泡茶的步骤跟泡咖啡的步骤相差并不大: 
(1) 把水煮沸 
(2) 用沸水浸泡茶叶 
(3) 把茶水倒进杯子 
(4) 加柠檬 
同样用一段代码来实现泡茶的步骤:

  1. var Tea = function(){};
  2. Tea.prototype.boilWater = function(){
  3. console.log( '把水煮沸' );
  4. };
  5. Tea.prototype.steepTeaBag = function(){
  6. console.log( '用沸水浸泡茶叶' );
  7. };
  8. Tea.prototype.pourInCup = function(){
  9. console.log( '把茶水倒进杯子' );
  10. };
  11. Tea.prototype.addLemon = function(){
  12. console.log( '加柠檬' );
  13. };
  14. Tea.prototype.init = function(){
  15. this.boilWater();
  16. this.steepTeaBag();
  17. this.pourInCup();
  18. this.addLemon();
  19. };
  20. var tea = new Tea();
  21. tea.init();
  1.  

分离出共同点:

  1. var Beverage = function(){};
  2. Beverage.prototype.boilWater = function(){
  3. console.log( '把水煮沸' );
  4. };
  5. Beverage.prototype.brew = function(){
  6. throw new Error( '子类必须重写 brew 方法' );
  7. }; // 空方法,应该由子类重写
  8. Beverage.prototype.pourInCup = function(){
  9. throw new Error( '子类必须重写 pourInCup 方法' );
  10. }; // 空方法,应该由子类重写
  11. Beverage.prototype.addCondiments = function(){
  12. throw new Error( '子类必须重写 addCondiments 方法' );
  13. }; // 空方法,应该由子类重写
  14. Beverage.prototype.init = function(){
  15. this.boilWater();
  16. this.brew();
  17. this.pourInCup();
  18. this.addCondiments();
  19. };

创建 Coffee 子类和 Tea 子类:

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8">
  5. <title>Title</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8. <script>
  9. var Beverage = function(){};
  10. Beverage.prototype.boilWater = function(){
  11. console.log( '把水煮沸' );
  12. };
  13. Beverage.prototype.brew = function(){}; // 空方法,应该由子类重写
  14. Beverage.prototype.pourInCup = function(){}; // 空方法,应该由子类重写
  15. Beverage.prototype.addCondiments = function(){}; // 空方法,应该由子类重写
  16. Beverage.prototype.init = function(){
  17. this.boilWater();
  18. this.brew();
  19. this.pourInCup();
  20. this.addCondiments();
  21. };
  22.  
  23. var Coffee = function(){};
  24. Coffee.prototype = new Beverage();
  25. Coffee.prototype.brew = function(){
  26. console.log( '用沸水冲泡咖啡' );
  27. };
  28. Coffee.prototype.pourInCup = function(){
  29. console.log( '把咖啡倒进杯子' );
  30. };
  31. Coffee.prototype.addCondiments = function(){
  32. console.log( '加糖和牛奶' );
  33. };
  34. var Coffee = new Coffee();
  35. Coffee.init();
  36. </script>
  37. </body>
  38. </html>

本章一直讨论的是模板方法模式,那么在上面的例子中,到底谁才是所谓的模板方法呢?答案是 Beverage.prototype.init 。

Beverage.prototype.init 被称为模板方法的原因是,该方法中封装了子类的算法框架,它作为一个算法的模板,指导子类以何种顺序去执行哪些方法。在 Beverage.prototype.init 方法中, 
算法内的每一个步骤都清楚地展示在我们眼前。

模板方法模式的使用场景:

在 Web开发中也能找到很多模板方法模式的适用场景,比如我们在构建一系列的 UI组件, 
这些组件的构建过程一般如下所示: 
(1) 初始化一个 div容器; 
(2) 通过 ajax请求拉取相应的数据; 
(3) 把数据渲染到 div容器里面,完成组件的构造; 
(4) 通知用户组件渲染完毕。

我们看到,任何组件的构建都遵循上面的 4 步,其中第(1)步和第(4)步是相同的。第(2)步不同的地方只是请求 ajax的远程地址,第(3)步不同的地方是渲染数据的方式。

于是我们可以把这 4个步骤都抽象到父类的模板方法里面,父类中还可以顺便提供第(1)步和第(4)步的具体实现。当子类继承这个父类之后,会重写模板方法里面的第(2)步和第(3)步。

添加钩子

通过模板方法模式,我们在父类中封装了子类的算法框架。这些算法框架在正常状态下是适用于大多数子类的,但如果有一些特别“个性”的子类呢?比如我们在饮料类 Beverage 中封装了 
饮料的冲泡顺序: 
(1) 把水煮沸 
(2) 用沸水冲泡饮料 
(3) 把饮料倒进杯子 
(4) 加调料 
这 4个冲泡饮料的步骤适用于咖啡和茶,在我们的饮料店里,根据这 4个步骤制作出来的咖啡和茶,一直顺利地提供给绝大部分客人享用。但有一些客人喝咖啡是不加调料(糖和牛奶)的。既然 Beverage 作为父类,已经规定好了冲泡饮料的 4个步骤,那么有什么办法可以让子类不受这个约束呢?

钩子方法( hook )可以用来解决这个问题,放置钩子是隔离变化的一种常见手段。我们在父类中容易变化的地方放置钩子,钩子可以有一个默认的实现,究竟要不要“挂钩”,这由子类自行决定。钩子方法的返回结果决定了模板方法后面部分的执行步骤,也就是程序接下来的走向,这样一来,程序就拥有了变化的可能。在这个例子里,我们把挂钩的名字定为customerWantsCondiments ,接下来将挂钩放入 Beverage 
类,看看我们如何得到一杯不需要糖和牛奶的咖啡,代码如下:

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8">
  5. <title>Title</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8. <script>
  9. var Beverage = function(){};
  10. Beverage.prototype.boilWater = function(){
  11. console.log( '把水煮沸' );
  12. };
  13. Beverage.prototype.brew = function(){
  14. throw new Error( '子类必须重写 brew 方法' );
  15. };
  16. Beverage.prototype.pourInCup = function(){
  17. throw new Error( '子类必须重写 pourInCup 方法' );
  18. };
  19. Beverage.prototype.addCondiments = function(){
  20. throw new Error( '子类必须重写 addCondiments 方法' );
  21. };
  22. Beverage.prototype.customerWantsCondiments = function(){
  23. return true; // 默认需要调料
  24. };
  25. Beverage.prototype.init = function(){
  26. this.boilWater();
  27. this.brew();
  28. this.pourInCup();
  29. if ( this.customerWantsCondiments() ){ // 如果挂钩返回 true,则需要调料
  30. this.addCondiments();
  31. }
  32. };
  33. var CoffeeWithHook = function(){};
  34. CoffeeWithHook.prototype = new Beverage();
  35. CoffeeWithHook.prototype.brew = function(){
  36. console.log( '用沸水冲泡咖啡' );
  37. };
  38. CoffeeWithHook.prototype.pourInCup = function(){
  39. console.log( '把咖啡倒进杯子' );
  40. };
  41. CoffeeWithHook.prototype.addCondiments = function(){
  42. console.log( '加糖和牛奶' );
  43. };
  44. CoffeeWithHook.prototype.customerWantsCondiments = function(){
  45. return window.confirm( '请问需要调料吗?' );
  46. };
  47. var coffeeWithHook = new CoffeeWithHook();
  48. coffeeWithHook.init();
  49. </script>
  50. </body>
  51. </html>
  1.  

真的需要“继承”吗?

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8">
  5. <title>Title</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8. <script>
  9. var Beverage = function( param ){
  10. var boilWater = function(){
  11. console.log( '把水煮沸' );
  12. };
  13. var brew = param.brew || function(){
  14. throw new Error( '必须传递 brew 方法' );
  15. };
  16. var pourInCup = param.pourInCup || function(){
  17. throw new Error( '必须传递 pourInCup 方法' );
  18. };
  19. var addCondiments = param.addCondiments || function(){
  20. throw new Error( '必须传递 addCondiments 方法' );
  21. };
  22. var F = function(){};
  23. F.prototype.init = function(){
  24. boilWater();
  25. brew();
  26. pourInCup();
  27. addCondiments();
  28. };
  29. return F;
  30. };
  31. var Coffee = Beverage({
  32. brew: function(){
  33. console.log( '用沸水冲泡咖啡' );
  34. },
  35. pourInCup: function(){
  36. console.log( '把咖啡倒进杯子' );
  37. },
  38. addCondiments: function(){
  39. console.log( '加糖和牛奶' );
  40. }
  41. });
  42. var Tea = Beverage({
  43. brew: function(){
  44. console.log( '用沸水浸泡茶叶' );
  45. },
  46. pourInCup: function(){
  47. console.log( '把茶倒进杯子' );
  48. },
  49. addCondiments: function(){
  50. console.log( '加柠檬' );
  51. }
  52. });
  53. var coffee = new Coffee();
  54. coffee.init();
  55. var tea = new Tea();
  56. tea.init();
  57. </script>
  58. </body>
  59. </html>
  1.  

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