模板方法设计模式(TemplateMethod)

        在面向对象程序设计过程中，程序员常常会遇到这种情况：设计一个系统时知道了算法所需的关键步骤，而且确定了这些步骤的执行顺序，但某些步骤的具体实现还未知，或者说某些步骤的实现与具体的环境相关。

        例如，去银行办理业务一般要经过以下3个流程：取号排队、办理具体业务、对银行工作人员进行评分等，其中取号排队和对银行工作人员进行评分的业务对每个客户是一样的，可以在父类中实现，但是办理具体业务却因人而异，它可能是存款、取款或者转账等，可以延迟到子类中实现。当然了，在生活中还有许多相似的例子。

        而模板方法的出现就是为了解决上述的问题。

1、模板的定义与特点

        1.1模板的定义

        定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些不确定的操作延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定操作。它是一种类行为型模式。

        1.2模板的特点

1. 优点

   1. 封装了不变部分，扩展可变部分。将认为是不变部分的算法封装到父类中实现，而把可变部分算法由子类继承实现，便于子类继续扩展。

   2. 它在父类中提取了公共的部分代码，便于代码复用。

   3. 部分方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能，符合开闭原则。

2. 缺点

   1. 对每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，间接地增加了系统实现的复杂度。

   2. 父类中的抽象方法由子类实现，子类执行的结果会影响父类的结果，这导致一种反向的控制结构，它提高了代码阅读的难度。

   3. 由于继承关系自身的缺点，如果父类添加新的抽象方法，则所有子类都要改一遍。

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2、模板的结构

1、抽象类/抽象模板

抽象类：负责给出一个算法的轮廓和骨架。有一个模板方法和若干个基本方法所组成。

1. 模板方法：定义了算法的骨架，按某种顺序调用其包含的基本方法

2. 基本方法：是整个算法中的一个步骤，包含以下几种类型

   • 抽象方法：在抽象类中声明，由具体子类实现。

   • 具体方法：在抽象类中已经实现，在具体子类中可以继承或重写它。

   • 钩子方法：在抽象类中已经实现，包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

2、具体子类/具体实现

        具体实现类，实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法，它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。

模板方法的结构图如下：

 

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3、模板实现

银行办理业务模板方法的代码如下：

  public class TemplateMethodTest {
      @Test
      public void test(){//测试类，可以看做是main方法
          BankTemplateMethod drawMoney = new DrawMoney();
          drawMoney.process();
  ​
          System.out.println("*************");
  ​
          BankTemplateMethod manageMoney = new ManageMoney();
          manageMoney.process();
      }
  ​
  }
  ​
  abstract class BankTemplateMethod{ //抽象类/抽象模板
      //具体方法
      public void takeNumber(){
          System.out.println("取号排队");
      }
  ​
      public abstract void transact();//办理具体业务//钩子方法
  ​
      public void evaluate(){
          System.out.println("评分反馈");
      }
  ​
      //模板方法，把基本操作组合到一起，子类一般不能重写
      public final void process(){
          this.takeNumber();
  ​
          this.transact();//像一个钩子，在具体执行时，挂在哪个子类上，就执行哪个子类的实现代码
  ​
          this.evaluate();
      }
  }
  ​
  class DrawMoney extends BankTemplateMethod{//具体子类1
  ​
      @Override
      public void transact(){
          System.out.println("我要取款");
      }
  }
  ​
  class ManageMoney extends BankTemplateMethod{//具体子类2
  ​
      @Override
      public void transact() {
          System.out.println("我需要理财！");
      }
  }

程序运行结果如下:

  取号排队
  我要取款
  评分反馈
  *************
  取号排队
  我需要理财！
  评分反馈

• 如果钩子方法transact()的代码改变，则程序的运行结果也会改变。