第26章模板方法模式模式動機模板方法模式是基于繼承的代碼復用基本技術，模板方法模式的結構和用法也是面向對象設計的核心之一。在模板方法模式中，可以將相同的代碼放在父類中，而將不同的方法實現放在不同的子類中。在模板方法模式中，我們需要準備一個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構造函數的形式實現，然后聲明一些抽象方法來讓子類實現剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩余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面向對象的諸多重要思想，是一種使用頻率較高的模式。模式定義模板方法模式(TemplateMethodPattern)：定義一個操作中算法的骨架，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算法的結構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。模式結構模板方法模式包含如下角色：Abstractclass:抽象類ConcreteClass:具體子類模式分析模板方法模式是一種類的行為型模式，在它的結構圖中只有類之間的繼承關系，沒有對象關聯關系。在模板方法模式的使用過程中，要求開發抽象類和開發具體子類的設計師之間進行協作。一個設計師負責給出一個算法的輪廓和骨架，另一些設計師則負責給出這個算法的各個邏輯步驟。實現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的方法稱為模板方法(TemplateMethod)，模板方法模式的名字從此而來。模板方法：一個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總算法或一個總行為的方法。基本方法：基本方法是實現算法各個步驟的方法，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”方法和空方法抽象方法：一個抽象方法由抽象聲明類來聲明，由其具體子類實現。在Java語言里一個抽象方法以abstract關鍵字標識。具體方法：一個具體方法由一個抽象類或具體類聲明并實現，其子類可以進行覆蓋也可以直接繼承。在Java語言中，一個具體方法沒有abstract關鍵字。鉤子方法：一個鉤子方法有一個抽象類或具體類聲明并實現，其子類可能會加以擴展。鉤子方法(HookMethod)publicvoidtemplate(){open();display();if(isPrint()){print();}}publicbooleanisPrint(){returntrue;}典型的抽象類代碼如下所示：publicabstractclassAbstractClass{publicvoidtemplateMethod()〃模板方法{primitiveOperation1();primitiveOperation2();primitiveOperation3();}publicvoidprimitiveOperation1() 〃基本方法一具體方法{〃實現代碼}publicabstractvoidprimitiveOperation2(); 〃基本方法一抽象方法publicvoidprimitiveOperation3() 〃基本方法一鉤子方法{}}典型的具體子類代碼如下所示：publicclassConcreteClassextendsAbstractClass{publicvoidprimitiveOperation2(){〃實現代碼}publicvoidprimitiveOperation3()

//實現代碼在模板方法模式中，由于面向對象的多態性，子類對象在運行時將覆蓋父類對象，子類中定義的方法也將覆蓋父類中定義的方法，因此程序在運行時，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，從而可以通過在子類中實現的鉤子方法對父類方法的執行進行約束，實現子類對父類行為的反向控制。模板方法模式實例與解析銀行業務辦理流程在銀行辦理業務時，一般都包含幾個基本步驟，首先需要取號排隊，然后辦理具體業務，最后需要對銀行工作人員進行評分。無論具體業務是取款、存款還是轉賬，其基本流程都一樣?，F使用模板方法模式模擬銀行業務辦理流程。BankTemplateMethod(abstract}takeNumber();transact。；evaluate();+takeNumber():void+takeNumber();transact。；evaluate();+evaluate() :void+process() :voidDepositWithdrawTransfer+transact():void+transact():void抽象類(銀行業務辦理流程類) …publicabstractclassBankTemplateMethod{DepositWithdrawTransfer+transact():void+transact():void抽象類(銀行業務辦理流程類) …publicabstractclassBankTemplateMethod{PublicvoidtakeNumber(){System.out.println(“取號排隊”)；}publicabstractvoidtransact();+transact():voidpublicvoidevaluate(){System.out.println(“反饋評分”)；}publicvoidprocess(){this.takeNumber();this.transact();This.evaluate();}}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”)}}具體子類(轉賬類)publicclassTransferextengsBankTemplateMethod{publicvoidtransact(){System.out.println(“轉賬”)}}模式優缺點模板方法模式的優點模板方法模式在一個類中形式化地定義算法，而由它的子類實現細節的處理。模板方法模式是一種代碼復用的基本技術。模板方法模式導致一種反向的控制結構，通過一個父類調用其子類的操作，通過對子類的擴展增加新的行為，符合“開閉原則”。模板方法模式的缺點每個不同的實現都需要定義一個子類，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。模式適用環境在以下情況下可以使用模板方法模式：一次性實現一個算法的不變的部分，并將可變的行為留給子類來實現。各子類中公共的行為應被提取出來并集中到一個公共父類中以避免代碼重復。對一些復雜的算法進行分割，將其算法中固定不變的部分設計為模板方法和父類具體方法，而一些可以改變的細節由其子類來實現?？刂谱宇惖臄U展。模式擴展關于繼承的討論模板方法模式鼓勵我們恰當使用繼承，此模式可以用來改寫一些擁有相同功能的相關類，將可復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。這也進一步說明，雖然繼承復用存在一些問題，但是在某些情況下還是可以給開發人員帶來方便，模板方法模式就是體現繼承優勢的模式之一。好萊塢原則在模板方法模式中，子類不顯式調用父類的方法，而是通過覆蓋父類的方法來實現某些具體的業務邏輯，父類控制對子類的調用，這種機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，我們會給你打電話(Don‘tcallus,we’llcallyou)”。在模板方法模式中，好萊塢原則體現在：子類不需要調用父類，而通過父類來調用子類，將某些步驟的實現寫在子類中，由父類來控制整個過程。小節在模板方法模式中，定義一個操作中算法的骨架，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算法的結構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，在抽象類中實現了一個模板方法，用于定義一個算法的骨架；具體子類是抽象類的子類，用于實現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現的具體基本操作。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，鉤子方法根據其特點又分為空方法和與實現算法步驟的基本方法“掛鉤”的方法。模板方法模式的優點在于在子類定義詳細的處理算法時不會改變算法的結構，實現了代碼的復用，通過對子類的擴展可以增加新的行為，符合“開閉