模板方法模式

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模板方法模式 

• 模板方法模式：定義一個演算法中的操作架構，而將一些步驟延遲到子類中。使得子類可以不改變演算法的結構即可重定義該演算法的某些特定步驟。（Define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm‘s structure）
• 模板方法模式的通用類圖非常簡單，僅僅使用了Java的繼承機制，但它是一個非常廣泛的模式。其類圖如下，其中AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分為兩類：
  • 基本方法：是由子類實現的方法，並且在模板方法被調用。（一般都加上final關鍵字，防止被覆寫）
  • 模板方法：可以有一個或幾個，一般是一個具體方法，也就是一個架構，實現對基本方法的調用，完成固定的邏輯。（抽象模板中的基本方法盡量設計為protected類型，符合迪米特法則，不需要暴露的屬性或方法盡量不要設定為protected類型。實作類別若非必要，盡量不要擴大父類中的存取權限）

 

• • 上述通用類圖的源碼如下：

  • public abstract class AbstractClass {    protected abstract void doAnything();    protected abstract void doSomething();    public final void templateMethod(){        /*         * 調用基本方法，完成相關的邏輯         */        this.doAnything();        this.doSomething();    }}public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {    @Override    protected void doAnything() {        // TODO Auto-generated method stub        //子類實現具體    }    @Override    protected void doSomething() {        // TODO Auto-generated method stub        }}public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {    @Override    protected void doAnything() {        // TODO Auto-generated method stub        //子類實現具體    }    @Override    protected void doSomething() {        // TODO Auto-generated method stub        }}

     

• 模板方法模式的優點
  • 封裝不變部分，擴充可變部分。把認為不變部分的演算法封裝到父類中實現，而可變部分的則可以通過繼承來繼續擴充。
  • 提取公用部分代碼，便於維護。
  • 行為由父類控制，子類實現。
• 模板方法模式的缺點
  • 按照設計習慣，抽象類別負責聲明最抽象、最一般的事物屬性和方法，實作類別負責完成具體的事務屬性和方法，但是模板方式正好相反，子類執行的結果影響了父類的結果，會增加代碼閱讀的難度。
• 模板方法模式的使用情境
  • 多個子類有共有的方法，並且邏輯基本相同
  • 重要、複雜的演算法，可以把核心演算法設計為模板方法，周邊的相關細節功能則由各個子類實現
  • 重構時，模板方法是一個經常使用的方法，把相同的代碼抽取到父類中，然後通過鉤子函數約束其行為。
• 模板方法模式的擴充

如上通用類圖中，若在ConcreteClass2中不想執行doSomething()方法,那麼需要對模板方法做一些修改，其通用類圖如下：

 

• • 通用類圖的源碼如下：

  • public abstract class AbstractClass {    protected abstract void doAnything();    protected abstract void doSomething();    protected boolean isDoSomething(){ //父類方法返回真        return true;    }    public final void templateMethod(){        /*         * 調用基本方法，完成相關的邏輯         */        this.doAnything();        if(this.isDoSomething())            this.doSomething();    }}public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {    private boolean isDoSth;    @Override    protected void doAnything() {        // TODO Auto-generated method stub        //子類實現具體    }    @Override    protected void doSomething() {        // TODO Auto-generated method stub        }    protected void setDo(boolean isDo){        this.isDoSth = isDo;    }    protected boolean isDoSomething(){        return isDoSth;    }}

     

• 最佳實務

模板方法模式是通過父類建立架構，子類在重寫了父類部分方法之後，在調用從父類繼承的方法，產生不同的效果，通過修改子類，影響父類行為的結果，模板方法在一些開源架構中應用非常多，它提供了一個抽象類別，然後開源架構寫了一堆子類，如果需要擴充功能，可以繼承此抽象類別，然後覆寫protected基本方法，然後在調用一個類似TemplateMethod()的模板方法，完成擴充開發。

 

模板方法模式