模板方法模式

第26章模板方法模式本章教學(xué)內(nèi)容模板方法模式模式動(dòng)機(jī)與定義模式結(jié)構(gòu)與分析模式實(shí)例與解析模式效果與應(yīng)用模式擴(kuò)展操作流程包含步驟！模板方法模式模式動(dòng)機(jī)模板方法模式模式動(dòng)機(jī)模板方法模式是基于繼承的代碼復(fù)用基本技術(shù)，模板方法模式的結(jié)構(gòu)和用法也是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的核心之一。在模板方法模式中，可以將相同的代碼放在父類(lèi)中，而將不同的方法實(shí)現(xiàn)放在不同的子類(lèi)中。在模板方法模式中，我們需要準(zhǔn)備一個(gè)抽象類(lèi)，將部分邏輯以具體方法以及具體構(gòu)造函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，然后聲明一些抽象方法來(lái)讓子類(lèi)實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯。不同的子類(lèi)可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)這些抽象方法，從而對(duì)剩余的邏輯有不同的實(shí)現(xiàn)，這就是模板方法模式的用意。模板方法模式體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮闹T多重要思想，是一種使用頻率較高的模式。模板方法模式模式定義模板方法模式(TemplateMethodPattern)：定義一個(gè)操作中算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類(lèi)中，模板方法使得子類(lèi)可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。模板方法是一種類(lèi)行為型模式。模板方法模式模式結(jié)構(gòu)模板方法模式包含如下角色：AbstractClass:抽象類(lèi)ConcreteClass:具體子類(lèi)模板方法模式模式分析模板方法模式是一種類(lèi)的行為型模式，在它的結(jié)構(gòu)圖中只有類(lèi)之間的繼承關(guān)系，沒(méi)有對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系。在模板方法模式的使用過(guò)程中，要求開(kāi)發(fā)抽象類(lèi)和開(kāi)發(fā)具體子類(lèi)的設(shè)計(jì)師之間進(jìn)行協(xié)作。一個(gè)設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)給出一個(gè)算法的輪廓和骨架，另一些設(shè)計(jì)師則負(fù)責(zé)給出這個(gè)算法的各個(gè)邏輯步驟。實(shí)現(xiàn)這些具體邏輯步驟的方法稱(chēng)為基本方法(PrimitiveMethod)，而將這些基本法方法匯總起來(lái)的方法稱(chēng)為模板方法(TemplateMethod)，模板方法模式的名字從此而來(lái)。模板方法模式模式分析模板方法：一個(gè)模板方法是定義在抽象類(lèi)中的、把基本操作方法組合在一起形成一個(gè)總算法或一個(gè)總行為的方法?；痉椒ǎ夯痉椒ㄊ菍?shí)現(xiàn)算法各個(gè)步驟的方法，是模板方法的組成部分。抽象方法(AbstractMethod)具體方法(ConcreteMethod)鉤子方法(HookMethod)：“掛鉤”方法和空方法模板方法模式模式分析抽象方法：一個(gè)抽象方法由抽象聲明類(lèi)來(lái)聲明，由其具體子類(lèi)實(shí)現(xiàn)。在Java語(yǔ)言里一個(gè)抽象方法以abstract關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)。具體方法：一個(gè)具體方法由一個(gè)抽象類(lèi)或具體類(lèi)聲明并實(shí)現(xiàn)，其子類(lèi)可以進(jìn)行覆蓋也可以直接繼承。在Java語(yǔ)言中，一個(gè)具體方法沒(méi)有abstract關(guān)鍵字。鉤子方法：一個(gè)鉤子方法有一個(gè)抽象類(lèi)或具體類(lèi)聲明并實(shí)現(xiàn)，其子類(lèi)可能會(huì)加以擴(kuò)展。模板方法模式模式分析鉤子方法(HookMethod)……publicvoidtemplate(){open();display();if(isPrint()){print();}}publicboolean

isPrint(){returntrue;}……模板方法模式模式分析典型的抽象類(lèi)代碼如下所示：publicabstractclassAbstractClass{publicvoidtemplateMethod()//模板方法

{primitiveOperation1();primitiveOperation2();primitiveOperation3();}publicvoidprimitiveOperation1()//基本方法—具體方法{//實(shí)現(xiàn)代碼}publicabstractvoidprimitiveOperation2();//基本方法—抽象方法publicvoidprimitiveOperation3()//基本方法—鉤子方法{}}模板方法模式模式分析典型的具體子類(lèi)代碼如下所示：publicclassConcreteClassextendsAbstractClass{publicvoidprimitiveOperation2(){//實(shí)現(xiàn)代碼}publicvoidprimitiveOperation3(){//實(shí)現(xiàn)代碼}}模板方法模式模式分析在模板方法模式中，由于面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性，子類(lèi)對(duì)象在運(yùn)行時(shí)將覆蓋父類(lèi)對(duì)象，子類(lèi)中定義的方法也將覆蓋父類(lèi)中定義的方法，因此程序在運(yùn)行時(shí)，具體子類(lèi)的基本方法將覆蓋父類(lèi)中定義的基本方法，子類(lèi)的鉤子方法也將覆蓋父類(lèi)的鉤子方法，從而可以通過(guò)在子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的鉤子方法對(duì)父類(lèi)方法的執(zhí)行進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)子類(lèi)對(duì)父類(lèi)行為的反向控制。模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析實(shí)例一：銀行業(yè)務(wù)辦理流程在銀行辦理業(yè)務(wù)時(shí)，一般都包含幾個(gè)基本步驟，首先需要取號(hào)排隊(duì)，然后辦理具體業(yè)務(wù)，最后需要對(duì)銀行工作人員進(jìn)行評(píng)分。無(wú)論具體業(yè)務(wù)是取款、存款還是轉(zhuǎn)賬，其基本流程都一樣?，F(xiàn)使用模板方法模式模擬銀行業(yè)務(wù)辦理流程。模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析實(shí)例一：銀行業(yè)務(wù)辦理流程模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析實(shí)例一：銀行業(yè)務(wù)辦理流程抽象類(lèi)（銀行業(yè)務(wù)辦理流程類(lèi)）publicabstractclassBankTemplateMethod{PublicvoidtakeNumber(){System.out.println(“取號(hào)排隊(duì)”)；}

publicabstractvoidtransact();

publicvoidevaluate(){System.out.println(“反饋評(píng)分”)；}

publicvoidprocess(){this.takeNumber();this.transact();This.evaluate();}}模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析具體子類(lèi)（存款類(lèi)）publicclassDepositextendsBankTemplateMethod{publicvoidtransact(){System.out.println(“存款”)}}具體子類(lèi)（取款類(lèi)）publicclassWithdrawextengsBankTemplateMethod{publicvoidtransact(){System.out.println(“取款”)}}模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析具體子類(lèi)（轉(zhuǎn)賬類(lèi)）publicclassTransferextengsBankTemplateMethod{publicvoidtransact(){System.out.println(“轉(zhuǎn)賬”)}}模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作模板對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作一般包括連接、打開(kāi)、使用、關(guān)閉等步驟，在數(shù)據(jù)庫(kù)操作模板類(lèi)中我們定義了connDB()、openDB()、useDB()、closeDB()四個(gè)方法分別對(duì)應(yīng)這四個(gè)步驟。對(duì)于不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)，其操作步驟都一致。模板方法模式模板方法模式實(shí)例與解析實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作模板模板方法模式模式優(yōu)缺點(diǎn)模板方法模式的優(yōu)點(diǎn)模板方法模式在一個(gè)類(lèi)中形式化地定義算法，而由它的子類(lèi)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的處理。模板方法模式是一種代碼復(fù)用的基本技術(shù)。模板方法模式導(dǎo)致一種反向的控制結(jié)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)父類(lèi)調(diào)用其子類(lèi)的操作，通過(guò)對(duì)子類(lèi)的擴(kuò)展增加新的行為，符合“開(kāi)閉原則”。模板方法模式模式優(yōu)缺點(diǎn)模板方法模式的缺點(diǎn)每個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)都需要定義一個(gè)子類(lèi)，這會(huì)導(dǎo)致類(lèi)的個(gè)數(shù)增加，系統(tǒng)更加龐大，設(shè)計(jì)也更加抽象，但是更加符合“單一職責(zé)原則”，使得類(lèi)的內(nèi)聚性得以提高。模板方法模式模式適用環(huán)境在以下情況下可以使用模板方法模式：一次性實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法的不變的部分，并將可變的行為留給子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。各子類(lèi)中公共的行為應(yīng)被提取出來(lái)并集中到一個(gè)公共父類(lèi)中以避免代碼重復(fù)。對(duì)一些復(fù)雜的算法進(jìn)行分割，將其算法中固定不變的部分設(shè)計(jì)為模板方法和父類(lèi)具體方法，而一些可以改變的細(xì)節(jié)由其子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂谱宇?lèi)的擴(kuò)展。模板方法模式模式擴(kuò)展關(guān)于繼承的討論模板方法模式鼓勵(lì)我們恰當(dāng)使用繼承，此模式可以用來(lái)改寫(xiě)一些擁有相同功能的相關(guān)類(lèi)，將可復(fù)用的一般性的行為代碼移到父類(lèi)里面，而將特殊化的行為代碼移到子類(lèi)里面。這也進(jìn)一步說(shuō)明，雖然繼承復(fù)用存在一些問(wèn)題，但是在某些情況下還是可以給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)方便，模板方法模式就是體現(xiàn)繼承優(yōu)勢(shì)的模式之一。模板方法模式模式擴(kuò)展好萊塢原則在模板方法模式中，子類(lèi)不顯式調(diào)用父類(lèi)的方法，而是通過(guò)覆蓋父類(lèi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)某些具體的業(yè)務(wù)邏輯，父類(lèi)控制對(duì)子類(lèi)的調(diào)用，這種機(jī)制被稱(chēng)為好萊塢原則(HollywoodPrinciple)，好萊塢原則的定義為：“不要給我們打電話，我們會(huì)給你打電話(Don‘tcallus,we’llcallyou)”。在模板方法模式中，好萊塢原則體現(xiàn)在：子類(lèi)不需要調(diào)用父類(lèi)，而通過(guò)父類(lèi)來(lái)調(diào)用子類(lèi)，將某些步驟的實(shí)現(xiàn)寫(xiě)在子類(lèi)中，由父類(lèi)來(lái)控制整個(gè)過(guò)程。

本章小結(jié)在模板方法模式中，定義一個(gè)操作中算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類(lèi)中，模板方法使得子類(lèi)可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。模板方法是一種類(lèi)行為型模式。模板方法模式包含兩個(gè)角色：在抽象類(lèi)中定義一系列基本操作，這些基本操作可以是具體的，也可以是抽象的，同時(shí)，在抽象類(lèi)中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模板方法，用于定義一個(gè)算法的骨架；具體子類(lèi)是抽象類(lèi)的子類(lèi)，用于實(shí)現(xiàn)在父類(lèi)中定義的抽象基本操作以完成子類(lèi)特定算法的步驟，也可以覆蓋在父類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的具體基本操作。在模板方法模式中，方法可以分為模板方法和基本方法，其中基本方法又可以分為抽象方法、具體方法和鉤子方法，鉤子方法根據(jù)其特點(diǎn)又分為空方法和與實(shí)現(xiàn)算法步驟的基本方法“掛鉤”的方法。本章小結(jié)模板方法模式的優(yōu)點(diǎn)在于在子類(lèi)定義詳細(xì)的處理算法時(shí)不會(huì)改變算法的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)