Java设计模式透析之 —— 模板方法(Template Method)

最新推荐文章于 2022-12-06 10:37:38 发布
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#java #设计模式 #json

通过应用模板方法设计模式，对原有的代码进行了重构，实现了XML、JSON、YAML三种传输格式的灵活处理，提高了代码的可读性和扩展性。此过程展示了如何通过设计模式改善代码质量，以应对需求变化。

今天你还是像往常一样来上班，一如既往地开始了你的编程工作。

项目经理告诉你，今天想在服务器端增加一个新功能，希望写一个方法，能对Book对象进行处理，将Book对象的所有字段以XML格式进行包装，这样以后可以方便与客户端进行交互。并且在包装开始前和结束后要打印日志，这样方便调试和问题定位。

没问题！你觉得这个功能简直是小菜一碟，非常自信地开始写起代码。

Book对象代码如下：

[java] view plain copy
  1. publicclassBook{
  3. privateStringbookName;
  5. privateintpages;
  7. privatedoubleprice;
  9. privateStringauthor;
  11. privateStringisbn;
  13. publicStringgetBookName(){
  14. returnbookName;
  15. }
  17. publicvoidsetBookName(StringbookName){
  18. this.bookName=bookName;
  19. }
  21. publicintgetPages(){
  22. returnpages;
  23. }
  25. publicvoidsetPages(intpages){
  26. this.pages=pages;
  27. }
  29. publicdoublegetPrice(){
  30. returnprice;
  31. }
  33. publicvoidsetPrice(doubleprice){
  34. this.price=price;
  35. }
  37. publicStringgetAuthor(){
  38. returnauthor;
  39. }
  41. publicvoidsetAuthor(Stringauthor){
  42. this.author=author;
  43. }
  45. publicStringgetIsbn(){
  46. returnisbn;
  47. }
  49. publicvoidsetIsbn(Stringisbn){
  50. this.isbn=isbn;
  51. }
  53. }

然后写一个类专门用于将Book对象包装成XML格式：
[java] view plain copy
  1. publicclassFormatter{
  3. publicStringformatBook(Bookbook){
  4. System.out.println("formatbegins");
  5. Stringresult="";
  6. result+="<book_name>"+book.getBookName()+"</book_name>\n";
  7. result+="<pages>"+book.getPages()+"</pages>\n";
  8. result+="<price>"+book.getPrice()+"</price>\n";
  9. result+="<author>"+book.getAuthor()+"</author>\n";
  10. result+="<isbn>"+book.getIsbn()+"</isbn>\n";
  11. System.out.println("formatfinished");
  12. returnresult;
  13. }
  15. }
调用代码如下：
[java] view plain copy
  1. publicclassTest{
  3. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  4. Bookbook=newBook();
  5. book.setBookName("ThinkinginJava");
  6. book.setPages(880);
  7. book.setPrice(68);
  8. book.setAuthor("BruceEckel");
  9. book.setIsbn("9787111213826");
  10. Formatterformatter=newFormatter();
  11. Stringresult=formatter.formatBook(book);
  12. System.out.println(result);
  13. }
  15. }

你写好了之后，迫不及待地开始运行，运行结果也完全符合你的期望。


项目经理看完后，对你非常满意，小伙效率很高的嘛！你也非常的得意。

不过两天之后，项目经理又找到了你，他说之前没有考虑到需要交互的客户端还包括手机设备，而手机设备都比较吃流量，用XML格式来传输太耗流量了，想最好能改成使用JSON格式传输。但是之前的XML格式也要保留，最好可以由客户端指定使用哪种格式。

你有些不开心，心里低估着，为什么一开始不考虑周全呢，现在又要改遗留代码。但对方毕竟是领导，你还是要服从命令的，于是你开始修改Formatter类：

[java] view plain copy
  1. publicclassFormatter{
  3. publicstaticfinalintXML=0;
  5. publicstaticfinalintJSON=1;
  7. publicStringformatBook(Bookbook,intformat){
  8. System.out.println("formatbegins");
  9. Stringresult="";
  10. if(format==XML){
  11. result+="<book_name>"+book.getBookName()+"</book_name>\n";
  12. result+="<pages>"+book.getPages()+"</pages>\n";
  13. result+="<price>"+book.getPrice()+"</price>\n";
  14. result+="<author>"+book.getAuthor()+"</author>\n";
  15. result+="<isbn>"+book.getIsbn()+"</isbn>\n";
  16. }elseif(format==JSON){
  17. result+="{\n";
  18. result+="\"book_name\":\""+book.getBookName()+"\",\n";
  19. result+="\"pages\":\""+book.getPages()+"\",\n";
  20. result+="\"price\":\""+book.getPrice()+"\",\n";
  21. result+="\"author\":\""+book.getAuthor()+"\",\n";
  22. result+="\"isbn\":\""+book.getIsbn()+"\",\n";
  23. result+="}";
  24. }
  25. System.out.println("formatfinished");
  26. returnresult;
  27. }
  29. }

调用代码如下：
[java] view plain copy
  1. publicclassTest{
  3. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  4. Bookbook=newBook();
  5. book.setBookName("ThinkinginJava");
  6. book.setPages(880);
  7. book.setPrice(68);
  8. book.setAuthor("BruceEckel");
  9. book.setIsbn("9787111213826");
  10. Formatterformatter=newFormatter();
  11. Stringresult=formatter.formatBook(book,Formatter.XML);
  12. System.out.println(result);
  13. result=formatter.formatBook(book,Formatter.JSON);
  14. System.out.println(result);
  15. }
  17. }
再次运行程序，得到了以下结果。


项目经理看到运行结果后开心地说：“太好了，这正是我想要的！”

可是你这次却没有那么开心，你觉得代码已经有些混乱了，XML格式的逻辑和JSON格式的逻辑混淆在一起，非常不利于阅读，而且如果以后还需要扩展功能也会非常困难。好在传输格式一般也就XML和JSON了，应该不会再有什么扩展了，你这样安慰自己道。

但幻想总会被现实打破，“我最近听说有个YAML格式挺好玩的.......” 项目经理说道。这个时候你已经有想打人的冲动了！！！


很多时候就是这样，在公司里写的代码乱七八糟，质量极差，很大一部分原因就是因为需求变来变去。我们不断在原有代码基础上补充各种后续加入的情况，在一行行新增的if语句下面，我们的代码变得不堪入目。当然，我们作为程序员，对于需求这种东西没有太多的话语权，在这方面我们无能为力。但是我们可以尽量地把程序的架构设计好，让我们写出的代码更具有扩展性，这样就可以应对各种需求变更了。


下面你将要使用23种设计模式中的模板方法来改进以上程序。

首先将Formatter中的代码进行修改，如下所示：

[java] view plain copy
  1. publicabstractclassFormatter{
  3. publicStringformatBook(Bookbook,intformat){
  4. beforeFormat();
  5. Stringresult=formating(book);
  6. afterFormat();
  7. returnresult;
  8. }
  10. protectedvoidbeforeFormat(){
  11. System.out.println("formatbegins");
  12. }
  14. protectedabstractStringformating(Bookbook);
  16. protectedvoidafterFormat(){
  17. System.out.println("formatfinished");
  18. }
  20. }
你会发现format_book方法只有四步，第一步调用before_format，去打印格式转换前的日志。第二步调用formating，这个方法是个抽象方法，用于处理具体的转换逻辑，因此每一个继承自Formatter的子类都需要重写此方法，来实现各自的转换逻辑。第三步调用after_format，去打印格式转换后的日志。第四步返回result。由于类中存在了抽象方法，我们也就需要把Formatter声明成抽象类。

然后要定义专门的子类来处理每种传输格式的具体逻辑，这样不同传输格式的逻辑可以从一个方法里分离开，明显便于阅读和理解。

定义类XMLFormatter继承自Formatter，里面加入处理XML格式的具体逻辑：

[java] view plain copy
  1. publicclassXMLFormatterextendsFormatter{
  3. @Override
  4. protectedStringformating(Bookbook){
  5. Stringresult="";
  6. result+="<book_name>"+book.getBookName()+"</book_name>\n";
  7. result+="<pages>"+book.getPages()+"</pages>\n";
  8. result+="<price>"+book.getPrice()+"</price>\n";
  9. result+="<author>"+book.getAuthor()+"</author>\n";
  10. result+="<isbn>"+book.getIsbn()+"</isbn>\n";
  11. returnresult;
  12. }
  14. }

定义类JSONFormatter继承自Formatter，里面加入处理JSON格式的具体逻辑：
[java] view plain copy
  1. publicclassJSONFormatterextendsFormatter{
  3. @Override
  4. protectedStringformating(Bookbook){
  5. Stringresult="";
  6. result+="{\n";
  7. result+="\"book_name\":\""+book.getBookName()+"\",\n";
  8. result+="\"pages\":\""+book.getPages()+"\",\n";
  9. result+="\"price\":\""+book.getPrice()+"\",\n";
  10. result+="\"author\":\""+book.getAuthor()+"\",\n";
  11. result+="\"isbn\":\""+book.getIsbn()+"\",\n";
  12. result+="}";
  13. returnresult;
  14. }
  16. }

最后调用代码如下：

[java] view plain copy
  1. publicclassTest{
  3. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  4. Bookbook=newBook();
  5. book.setBookName("ThinkinginJava");
  6. book.setPages(880);
  7. book.setPrice(68);
  8. book.setAuthor("BruceEckel");
  9. book.setIsbn("9787111213826");
  10. XMLFormatterxmlFormatter=newXMLFormatter();
  11. Stringresult=xmlFormatter.formatBook(book);
  12. System.out.println(result);
  13. JSONFormatterjsonFormatter=newJSONFormatter();
  14. result=jsonFormatter.formatBook(book);
  15. System.out.println(result);
  16. }
  18. }

运行之后，你会发现运行结果和修改前代码的运行结果完全相同。但是使用模板方法之后，代码的可读性有了很大的提高，因为处理格式转换的代码都放到了各自的类当中，而不是全部塞进一个方法中。并且在扩展性上也有了很大的提升，比如你开始感兴趣项目经理说的YAML格式了。

定义类YAMLFormatter继承自Formatter，里面加入处理YAML格式的具体逻辑：

[java] view plain copy
  1. publicclassYAMLFormatterextendsFormatter{
  3. @Override
  4. protectedStringformating(Bookbook){
  5. Stringresult="";
  6. result+="book_name:"+book.getBookName()+"\n";
  7. result+="pages:"+book.getPages()+"\n";
  8. result+="price:"+book.getPrice()+"\n";
  9. result+="author:"+book.getAuthor()+"\n";
  10. result+="isbn:"+book.getIsbn()+"\n";
  11. returnresult;
  12. }
  14. }

调用代码只需要加入：
[java] view plain copy
  1. YAMLFormatteryamlFormatter=newYAMLFormatter();
  2. Stringresult=yamlFormatter.formatBook(book);
  3. System.out.println(result);

好了，令人头疼的YAML格式就这样被支持了，只需要在调用的时候决定是实例化XMLFormatter，JSONFormatter还是YAMLFormatter，就可以按照相应的规格进行格式转换了。而且整体的代码很有条理，看起来也很舒心。这个时候，你会轻松地向项目经理调侃一句，还有需要支持的格式吗？


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