模板方法模式

一、定義

模板方法模式（template method pattern）：定義了乙個操作中演算法的骨架，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乙個演算法的結構即可重定義該演算法的某些特定步驟。模板方法是一種類行為型模式。

二、模式動機

模板方法模式是基於繼承的**復用基本技術，模板方法模式的結構和用法也是物件導向設計的核心之一。在模板方法模式中，可以將相同的**放在父類中，而將不同的方法實現放在不同的子類中。

在模板方法模式中，我們需要準備乙個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體建構函式的形式實現，然後宣告一些抽象方法來讓子類實現剩餘的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩餘的邏輯有不同的實現，這就是模板方法模式的用意。模板方法模式體現了物件導向的諸多重要思想，是一種使用頻率較高的模式。

三、模板方法模式結構

模板方法模式包含如下角色：

抽象類（abstractclass）：負責給出乙個演算法的輪廓和骨架。它由乙個模板方法和若干個基本方法構成。這些方法的定義如下：

①模板方法：定義了演算法的骨架，按某種順序呼叫其包含的基本方法。

②基本方法：是整個演算法中的乙個步驟，包含以下幾種型別

具體子類（concreteclass）：實現抽象類中所定義的抽象方法和鉤子方法，它們是乙個頂級邏輯的乙個組成步驟。

模式的實現：

package templatemethod;
public class templatemethodpattern
}//抽象類
abstract class abstractclass
public void specificmethod() //具體方法
public abstract void abstractmethod1(); //抽象方法1
public abstract void abstractmethod2(); //抽象方法2
}//具體子類
class concreteclass extends abstractclass
public void abstractmethod2()
}

四、模板方法優缺點模板方法模式優點：

模板方法模式在乙個類中形式化地定義演算法，而由它的子類實現細節的處理。

模板方法模式是一種**復用的基本技術。

模板方法模式導致一種反向的控制結構，通過乙個父類呼叫其子類的操作，通過對子類的擴充套件增加新的行為，符合「開閉原則」。

模板方法模式缺點：

每個不同的實現都需要定義乙個子類，這會導致類的個數增加，系統更加龐大，設計也更加抽象，但是更加符合「單一職責原則」，使得類的內聚性得以提高。

模板方法模式通常適用於以下場景。

演算法的整體步驟很固定，但其中個別部分易變時，這時候可以使用模板方法模式，將容易變的部分抽象出來，供子類實現。

當多個子類存在公共的行為時，可以將其提取出來並集中到乙個公共父類中以避免**重複。首先，要識別現有**中的不同之處，並且將不同之處分離為新的操作。最後，用乙個呼叫這些新的操作的模板方法來替換這些不同的**。

當需要控制子類的擴充套件時，模板方法只在特定點呼叫鉤子操作，這樣就只允許在這些點進行擴充套件。

五、模式的拓展

（1）鉤子方法：在模板方法模式中，基本方法包含：抽象方法、具體方法和鉤子方法，正確使用「鉤子方法」可以使得子類控制父類的行為。

例如：可以通過在具體子類中重寫鉤子方法 hookmethod1() 和 hookmethod2() 來改變抽象父類中的執行結果。

package templatemethod;
public class hooktemplatemethod
}//含鉤子方法的抽象類
abstract class hookabstractclass
abstractmethod2();
}  public void specificmethod() //具體方法
public void hookmethod1(){}  //鉤子方法1
public boolean hookmethod2() //鉤子方法2
public abstract void abstractmethod1(); //抽象方法1
public abstract void abstractmethod2(); //抽象方法2
}//含鉤子方法的具體子類
class hookconcreteclass extends hookabstractclass
public void abstractmethod2()
public void hookmethod1()
public boolean hookmethod2()
}/* 程式執行結果
抽象方法1的實現被呼叫...
鉤子方法1被重寫...
抽象方法2的實現被呼叫...
*/

如果鉤子方法 hookmethod1() 和鉤子方法 hookmethod2() 的**改變，則程式的執行結果也會改變。

鉤子方法的作用：

讓子類實現演算法中的可選部分。演算法中的某些步驟是可選的，子類可以做出決定是否需要這些步驟。

如果鉤子對於子類的實現不重要時，子類可以對鉤子置之不理。

鉤子可以讓子類能夠有機會對模板方法中某些即將發生的（或剛剛發生的）步驟作出反應。可以在鉤子中實現我們對於某個步驟執行需要作出的動作，模板方法的某個步驟執行時，呼叫鉤子。

（2）好萊塢原則

模板方法模式充分的體現了「好萊塢」原則。ioc是inversion of control的簡稱，ioc的原理就是基於好萊塢原則，所有的元件都是被動的（passive），所有的元件初始化和呼叫都由容器負責。

這是指乙個父類呼叫乙個子類的操作。

（3）模板方法模式與策略模式的比較

1、相同點：

都封裝了演算法

2、不同點

策略使用組合方式實現演算法，客戶可以自由選擇演算法；模板方法使用繼承方式獲得演算法，確保演算法的基本結構不變。

策略**復用程度低，每個演算法都要對應乙個類；模板方法**復用高，子類可以繼承父類的**。　

策略依賴少，自己實現整個演算法；模板方法依賴高，子類依賴父類中的方法的實現。

模板方法模式

模板方法模式

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