行为型模式--模版方法模式（图文详解）

采摘机器人-场景体验

今天看抖音上外国开始使用采摘苹果的机器人，我们模仿一下的他的大体流程：

1. 主体采摘车进入苹果园
2. 进入苹果指定采摘地点（路线）
3. 采摘无人机起飞
4. 识别苹果
5. 识别苹果是否成熟
6. 采摘并运送至采摘车储物空间
7. 储物空间满时退出苹果园
8. 到苹果储存地点卸载苹果

转化成代码：

public static void main(String[] args) {
        String apple = "苹果";
        String appleOrchard = "苹果园";
        String mainBody = "主体采摘车";
        String pickingDrone = "采摘无人机";
        System.out.println("1："+mainBody+"进入"+appleOrchard+"。");
        System.out.println("2："+mainBody+"进入"+apple+"指定采摘路径。");
        System.out.println("3："+pickingDrone+"起飞。");
        System.out.println("4："+pickingDrone+"通过"+apple+"识别算法，识别"+apple);
        System.out.println("5："+pickingDrone+"通过"+apple+"成熟度识别算法，识别成熟"+apple);
        System.out.println("6："+pickingDrone+"采摘成熟"+apple+"并送至"+mainBody+"储物空间。");
        System.out.println("7："+mainBody+"储物空间满时退出"+appleOrchard+"。");
        System.out.println("8："+mainBody+"到达"+apple+"储存仓库卸载"+apple);
    }

执行结果：

  农场主使用了上述机器人之后发现非常不错，所以选择桃子和🍐的采摘也要使用机器人进行。
于是桃子采摘的代码如下：

public static void main(String[] args) {
        String peach = "桃子";
        String peachOrchard = "桃子园";
        String mainBody = "主体采摘车";
        String pickingDrone = "采摘无人机";
        System.out.println("1："+mainBody+"进入"+peachOrchard+"。");
        System.out.println("2："+mainBody+"进入"+peach+"指定采摘路径。");
        System.out.println("3："+pickingDrone+"起飞。");
        System.out.println("4："+pickingDrone+"通过"+peach+"识别算法，识别"+peach);
        System.out.println("5："+pickingDrone+"通过"+peach+"成熟度识别算法，识别成熟"+peach);
        System.out.println("6："+pickingDrone+"采摘成熟"+peach+"并送至"+mainBody+"储物空间。");
        System.out.println("7："+mainBody+"储物空间满时退出"+peachOrchard+"。");
        System.out.println("8："+mainBody+"到达"+peach+"储存仓库卸载"+peach);
    }

  此时我们对比苹果和桃子采摘的代码会发现重复了是很高的。他们的处理过程基本相同。世间水果如此多，如果为每一种水果都按照这种方式写一个采摘机器人，那繁琐程度、无聊程度以及出现错误的概率是非常高的。
  归纳一下上面代码的特点：有统一的处理流程，区别只是流程中某些步的具体实现可能不同。

模版方法模式-解决问题

  为了解决上述问题，大佬们总结出了“模版方法模式”，也就是有一个方法它规定了某个事情的处理流程模版（规定某个地方要干什么事，具体怎么干不管），某些步骤的具体处理逻辑由子类去自己实现。

使用模版方法的思想改造我们的代码：
定义一个模版方法：

public abstract class FruitPick {
	//用final修饰防止被子类重写
    public final void pickWork(){
        String mainBody = "主体采摘车";
        String pickingDrone = "采摘无人机";
        System.out.println("1："+mainBody+"进入"+getOrchardName()+"。");
        System.out.println("2："+mainBody+"进入"+getFruitName()+"指定采摘路径。");
        System.out.println("3："+pickingDrone+"起飞。");
        System.out.println("4："+pickingDrone+"通过"+runIdentify(getFruitName()));
        System.out.println("5："+pickingDrone+"通过"+runMaturityIdentify(getFruitName()));
        System.out.println("6："+pickingDrone+"采摘成熟"+getFruitName()+"并送至"+mainBody+"储物空间。");
        System.out.println("7："+mainBody+"储物空间满时退出"+getOrchardName()+"。");
        System.out.println("8："+mainBody+"到达"+getFruitName()+"储存仓库卸载"+getFruitName());
    }

    /**
     * 获取水果名称
     * @return
     */
    public abstract String getFruitName();

    /**
     * 获取水果园名称
     * @return
     */
    public abstract String getOrchardName();

    /**
     * 水果识别算法
     * @param fruitName 水果名称
     * @return
     */
    public abstract String runIdentify(String fruitName);

    /**
     * 水果成熟度识别算法
     * @param fruitName 水果名称
     * @return
     */
    public abstract String runMaturityIdentify(String fruitName);

}

模版方法中的苹果采摘类实现：

public class ApplePickMain extends FruitPick{
    public static void main(String[] args) {
        ApplePickMain applePickMain = new ApplePickMain();
        applePickMain.pickWork();
    }
    @Override
    public String getFruitName() {
        return "苹果";
    }

    @Override
    public String getOrchardName() {
        return "苹果园";
    }

    @Override
    public String runIdentify(String fruitName) {
        //一系列苹果识别逻辑
        if ("苹果".equals(fruitName)){
            return "苹果识别算法识别完成，结果：是苹果";
        }
        return "苹果识别算法识别完成，结果：不是苹果";
    }

    @Override
    public String runMaturityIdentify(String fruitName) {
        //一系列苹果成熟度判断逻辑
        return "苹果程度度识别算法识别完成，结果：已成熟。";
    }
}

其他水果采摘类的实现方式同苹果类。
  通过上述优化。重复的代码都被提升到了超类中，每一种水果对应的类只需要去完成自己独特的业务逻辑即可，而且公共的处理流程也被规范化。减少了出现问题的可能性。

模版方法模式-定义

  模板方法模式（Template Method Pattern），又叫模板模式(Template Pattern)，在一个抽象类公开定义了执行它的方法的模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。
  简单说，模板方法模式，定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构，就可以重定义该算法的某些特定步骤，这种类型的设计模式属于行为型模式。

上述定义引自：模版方法模式

优缺点

优点

1. 共同处理逻辑放在了父类，可以提高复用性。
2. 个性化逻辑由子类自己去实现，提高代码的扩展性。
3. 去除了子类的重复代码，符合开闭原则。

缺点

1. 每中事物都要有一个子类实现，增加了类的数量。
2. 如果父类增加新的抽象方法，所有子类都要修改。
3. 间接增加了系统复杂性。