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中，而將不同的方法實(shí)現(xiàn)放在不同的子類中。在模板方法模式中，我們需要準(zhǔn)備一個(gè)抽象類，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)讓子類實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯。不同的子類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中，模板方法使得子類可以不改變一個(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ConcreteClass:具體子類模板方法模式模式分析模板方法模式是一種類的行為型模式，在它的結(jié)構(gòu)圖中只有類之間的繼承關(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)抽象類和開(kāi)發(fā)具體子類的設(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為基本方法(PrimitiveMethod)，而將這些基本法方法匯總起來(lái)的方法稱為模板方法(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。基本方法：基本方法是實(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來(lái)聲明，由其具體子類實(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)抽象類或具體類聲明并實(shí)現(xiàn)，其子類可以進(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)抽象類或具體類聲明并實(shí)現(xiàn)，其子類可能會(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，子類對(duì)象在運(yùn)行時(shí)將覆蓋父類對(duì)象，子類中定義的方法也將覆蓋父類中定義的方法，因此程序在運(yùn)行時(shí)，具體子類的基本方法將覆蓋父類中定義的基本方法，子類的鉤子方法也將覆蓋父類的鉤子方法，從而可以通過(guò)在子類中實(shí)現(xiàn)的鉤子方法對(duì)父類方法的執(zhí)行進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)子類對(duì)父類行為的反向控制。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（銀行業(yè)務(wù)辦理流程類）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（存款類）publicclassDepositextendsBankTemplateMethod{publicvoidtransact(){System.out.println(“存款”)}}具體子類（取款類）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（轉(zhuǎn)賬類）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)類中形式化地定義算法，而由它的子類實(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)父類調(diào)用其子類的操作，通過(guò)對(duì)子類的擴(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，這會(huì)導(dǎo)致類的個(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來(lái)實(shí)現(xiàn)。各子類中公共的行為應(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)為模板方法和父類具體方法，而一些可以改變的細(xì)節(jié)由其子類來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂谱宇惖臄U(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)改寫一些擁有相同功能的相關(guān)類，將可復(fù)用的一般性的行為代碼移到父類里面，而將特殊化的行為代碼移到子類里面。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，子類不顯式調(diào)用父類的方法，而是通過(guò)覆蓋父類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)某些具體的業(yè)務(wù)邏輯，父類控制對(duì)子類的調(diào)用，這種機(jī)制被稱為好萊塢原則(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：子類不需要調(diào)用父類，而通過(guò)父類來(lái)調(diào)用子類，將某些步驟的實(shí)現(xiàn)寫在子類中，由父類來(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中，模板方法使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。模板方法是一種類行為型模式。模板方法模式包含兩個(gè)角色：在抽象類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；具體子類是抽象類的子類，用于實(shí)現(xiàn)在父類中定義的抽象基本操作以完成子類特定算法的步驟，也可以覆蓋在父類中實(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)