js之模板方法模式

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：

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Title</title>

</head>

<body>

    <script>

        var Coffee = function(){};

        Coffee.prototype.boilWater = function(){

            console.log( '把水煮沸' );

        };

        Coffee.prototype.brewCoffeeGriends = function(){

            console.log( '用沸水冲泡咖啡' );

        };

        Coffee.prototype.pourInCup = function(){

            console.log( '把咖啡倒进杯子' );

        };

        Coffee.prototype.addSugarAndMilk = function(){

            console.log( '加糖和牛奶' );

        };

        Coffee.prototype.init = function(){

            this.boilWater();

            this.brewCoffeeGriends();

            this.pourInCup();

            this.addSugarAndMilk();

        };

        var coffee = new Coffee();

        coffee.init();

    </script>

</body>

</html>

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：

var Tea = function(){};

Tea.prototype.boilWater = function(){

    console.log( '把水煮沸' );

};

Tea.prototype.steepTeaBag = function(){

    console.log( '用沸水浸泡茶叶' );

};

Tea.prototype.pourInCup = function(){

    console.log( '把茶水倒进杯子' );

};

Tea.prototype.addLemon = function(){

    console.log( '加柠檬' );

};

Tea.prototype.init = function(){

    this.boilWater();

    this.steepTeaBag();

    this.pourInCup();

    this.addLemon();

};

var tea = new Tea();

tea.init();

分离出共同点：

var Beverage = function(){};

Beverage.prototype.boilWater = function(){

console.log( '把水煮沸' );

};

Beverage.prototype.brew = function(){

    throw new Error( '子类必须重写 brew 方法' );

    }; // 空方法，应该由子类重写

Beverage.prototype.pourInCup = function(){

    throw new Error( '子类必须重写 pourInCup  方法' );

    }; // 空方法，应该由子类重写

Beverage.prototype.addCondiments = function(){

    throw new Error( '子类必须重写 addCondiments 方法' );

    }; // 空方法，应该由子类重写

Beverage.prototype.init = function(){

    this.boilWater();

    this.brew();

    this.pourInCup();

    this.addCondiments();

};

创建 Coffee 子类和 Tea 子类：

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Title</title>

</head>

<body>

    <script>

        var Beverage = function(){};

        Beverage.prototype.boilWater = function(){

            console.log( '把水煮沸' );

        };

        Beverage.prototype.brew = function(){}; // 空方法，应该由子类重写

        Beverage.prototype.pourInCup = function(){}; // 空方法，应该由子类重写

        Beverage.prototype.addCondiments = function(){}; // 空方法，应该由子类重写

        Beverage.prototype.init = function(){

            this.boilWater();

            this.brew();

            this.pourInCup();

            this.addCondiments();

        };

        var Coffee = function(){};

        Coffee.prototype = new Beverage();

        Coffee.prototype.brew = function(){

            console.log( '用沸水冲泡咖啡' );

        };

        Coffee.prototype.pourInCup = function(){

            console.log( '把咖啡倒进杯子' );

        };

        Coffee.prototype.addCondiments = function(){

            console.log( '加糖和牛奶' );

        };

        var Coffee = new Coffee();

        Coffee.init();

    </script>

</body>

</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：

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Title</title>

</head>

<body>

    <script>

        var Beverage = function(){};

        Beverage.prototype.boilWater = function(){

            console.log( '把水煮沸' );

        };

        Beverage.prototype.brew = function(){

            throw new Error( '子类必须重写 brew 方法' );

        };

        Beverage.prototype.pourInCup = function(){

            throw new Error( '子类必须重写 pourInCup 方法' );

        };

        Beverage.prototype.addCondiments = function(){

            throw new Error( '子类必须重写 addCondiments 方法' );

        };

        Beverage.prototype.customerWantsCondiments = function(){

            return true; // 默认需要调料

        };

        Beverage.prototype.init = function(){

            this.boilWater();

            this.brew();

            this.pourInCup();

            if ( this.customerWantsCondiments() ){ // 如果挂钩返回 true，则需要调料

                this.addCondiments();

            }

        };

        var CoffeeWithHook = function(){};

        CoffeeWithHook.prototype = new Beverage();

        CoffeeWithHook.prototype.brew = function(){

            console.log( '用沸水冲泡咖啡' );

        };

        CoffeeWithHook.prototype.pourInCup = function(){

            console.log( '把咖啡倒进杯子' );

        };

        CoffeeWithHook.prototype.addCondiments = function(){

            console.log( '加糖和牛奶' );

        };

        CoffeeWithHook.prototype.customerWantsCondiments = function(){

            return window.confirm( '请问需要调料吗？' );

        };

        var coffeeWithHook = new CoffeeWithHook();

        coffeeWithHook.init();

    </script>

</body>

</html>

真的需要“继承”吗？

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Title</title>

</head>

<body>

    <script>

        var Beverage = function( param ){

            var boilWater = function(){

                console.log( '把水煮沸' );

            };

            var brew = param.brew || function(){

                    throw new Error( '必须传递 brew 方法' );

                };

            var pourInCup = param.pourInCup || function(){

                    throw new Error( '必须传递 pourInCup 方法' );

                };

            var addCondiments = param.addCondiments || function(){

                    throw new Error( '必须传递 addCondiments 方法' );

                };

            var F = function(){};

            F.prototype.init = function(){

                boilWater();

                brew();

                pourInCup();

                addCondiments();

            };

            return F;

        };

        var Coffee = Beverage({

            brew: function(){

                console.log( '用沸水冲泡咖啡' );

            },

            pourInCup: function(){

                console.log( '把咖啡倒进杯子' );

            },

            addCondiments: function(){

                console.log( '加糖和牛奶' );

            }

        });

        var Tea = Beverage({

            brew: function(){

                console.log( '用沸水浸泡茶叶' );

            },

            pourInCup: function(){

                console.log( '把茶倒进杯子' );

            },

            addCondiments: function(){

                console.log( '加柠檬' );

            }

        });

        var coffee = new Coffee();

        coffee.init();

        var tea = new Tea();

        tea.init();

    </script>

</body>

</html>