设计模式——模板方法模式(使用模板写作文)

本文简单讲述了模板方法模式,例子为如何使作文模板来写作文。如果想进一步,了解模板方法,建议读完后阅读一下spring中AbstractApplicationContext类的refresh方法或HttpServelt类中的service方法。

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一、概念

定义:模板方法模式(Template method pattern)是一种类的行为设计模式。该模式会在父类的一个操作中定义算法的结构,然后将具体实现推迟到子类中完成。可以让子类重新定义某些方法的实现而不改变原来的算法结构。

当然,父类可以实现该算法结构的某些方法,将剩余逻辑交给子类实现,不同的子类有不同的实现。

模板方法模式是最常被使用的设计模式之一,在Servlet里,记不记的我们要继承一个HttpServlet类,然后需要重写doPost()和doGet()方法。还有那个Spring的IoC容器的初始化方法中refresh()就是一个典型的模板方法,这里面obtainFreshBeanFactory()是抽象方法,postProcessBeanFactory()和onRefresh()是钩子方法。

二、结构

UML图:

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主要组成部分:

抽象模板类(Template):会定义一个模板方法,模板方法往往是一个具体方法,给出一个固定的方法调用顺序,其中的抽象方法会推迟到子类中实现。



  1. Template:模板方法,会定义一个逻辑骨架


  2. method01:具体方法,在抽象类中就给出了实现,如果不想让子类修改,可以给方法加上final


  3. method02:抽象方法,推迟到子类中实现,在不同的子类中可以有不同的实现


  4. hook:钩子方法,抽象类给出了默认实现,子类也可以根据需要对该方法进行重写

抽象类实现(SubClass):模板类中的抽象方法会在子类中实现,不同的子类中算法会有不同的实现,其中SubClass2选择了重写hook方法,而SubClass1选择了抽象类中默认实现。

三、谁又没背过几篇作文模板呢?

都是应试教育过来的人,想必大家都背过几个作文模板吧~哈哈,接下来,我们就用模板方法模式做一个简单的作文模板!

这是个作文模板,也就是模板方法模式里面的抽象类,start和end都是钩子方法,content是抽象方法,需要推迟到子类中实现

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public abstract class CompositionTemplate {
public void template(){
start();
content();
end();
}

public void start(){
System.out.println("As far as I am concerned,");
}
public void end(){
System.out.println("In a word,");
}
public abstract void content();
}

一篇关于保护环境的文章

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public class Composition1 extends CompositionTemplate {
@Override
public void content() {
System.out.println("李华认为保护环境很重要!");
}
}

一篇关于经济的文章

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public class Composition2 extends CompositionTemplate {
@Override
public void content() {
System.out.println("小白认为经济发展更重要!");
}
}

搞起来~

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public class Test {
public static void main(String[] args) {
CompositionTemplate composition1 = new Composition1();
CompositionTemplate composition2 = new Composition2();

composition1.template();
System.out.println("--------------");
composition2.template();
}
}

------>

As far as I am concerned,
李华认为保护环境很重要!
In a word,
--------------
As far as I am concerned,
小白认为经济发展更重要!
In a word,

看有了模板之后,我们只需要在不同的文章里将中间的content部分重写就可以了,如果同学姿势水平比较高,那就连开头结尾的两个钩子方法也重写了,哈哈~

我自己写这个模板方法,不要太简单,大家如果感兴趣,我强烈建议看一下HttpServlet里面的service方法,这是一个很经典模板方法模式,里面的doPost、doGet、doDelete等等,都是钩子方法,在抽象类里有默认实现,在子类中可以重写。

另外,值得注意的是,钩子方法的命名规则是doXXX,这是熟悉设计模式的开发人员的默认做法,以后如果使用钩子方法时,记得这样命名,你和其他开发人员就更方便沟通了~

四、优缺点

优点

  • 提高代码的复用性,相同的逻辑部分会在抽象类中实现
  • 提高代码扩展性,将不同部分放入子类,如果需要扩展,可以添加新的子类
  • 符合好莱坞原则,由抽象类主控一切,子类绝不直接调用抽象类。

缺点

  • 引入了抽象类,每一个不同的实现都需要一个子类来实现,导致类的个数增加,从而增加了系统实现的复杂度。

五、总结

模板方法模式是经常用到的一种设计模式,但也是很容易理解的一种模式。重点在抽象模板类中的模板方法主控一切,需要改变的抽象方法推迟到子类中完成。

值得注意的是,不要与策略模式混淆,策略模式同样也是封装算法,但是策略模式是封装整个算法,而模板方法模式是将需要改变的部分在子类中实现;策略方法使用组合,而模板方法是使用继承。

本文首发于cdream个人博客

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参考资料

  1. Head First 设计模式,Eric Freeman &Elisabeth Freeman with Kathy Sierra & Bert Bates
  2. Template method pattern,wiki
  3. 《JAVA与模式》之模板方法模式
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