【设计模式系列】模板方法模式

这是我参与11月更文挑战的第15天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战

前言

假设我们需要建造一座房子，需要的步骤有：建地基->砌墙->盖房顶。

我们的需求是需要建水泥房，还要建木头房，那么对应的步骤可能需要处理的逻辑不同，但是执行步骤是固定的，那么固定执行的步骤可以作为方法模板定义。

模板方法定义

模板方法是一种行为设计模式。模板方法设计模式用于创建方法执行模板，并将一些实现步骤推迟到子类。

模板方法定义了方法执行的步骤，它可以提供所有或部分子类通用的默认实现。

模板方法超类

我们来完成最前面的例子，建房子需要做的步骤有:建地基、砌墙和盖房顶。重要的一点是，我们不能改变执行顺序，因为我们不能在建地基之前盖房顶嘛。在这种情况下，我们可以创建一个模板方法，使用不同的方法来构建房子。

现在，盖房子的地基对于所有类型的房子都是一样的，无论是木房子还是水泥房子。我们可以提供基本实现，如果子类想重写这个方法也可以，但是多数情况下它对所有类型的房子都是通用的。

/**
 * @author 小黑说Java
 * @ClassName HouseBuildTemplate
 * @Description 修建房屋模板
 * @date 2021/11/14
 **/
public abstract class HouseTemplate {

    // 建房子的模板
    public final void buildHouse() {
        // 1.建地基
        buildFoundation();
        // 2.砌墙
        buildWalls();
        // 3.盖房顶
        buildRoof();
        System.out.println("房子修建完毕。");
    }

    private void buildFoundation() {
        System.out.println("建地基~");
    }

    protected abstract void buildWalls();

    protected abstract void buildRoof() ;
}

为了确保子类不会重写模板方法，应该将buildHouse()其设置为final的。

模板方法实现类

由于我们需要建木头房子和水泥房子，一些方法是需要由子类实现，所以必须将基类设置为抽象类。

木头房

public class WoodHouse extends HouseTemplate {
    @Override
    protected void buildWalls() {
        System.out.println("用木头砌墙");
    }

    @Override
    protected void buildRoof() {
        System.out.println("盖木头房顶");
    }
}

水泥房

/**
 * @author 小黑说Java
 * @ClassName CementHouse
 * @Description 水泥房
 * @date 2021/11/14
 **/
public class CementHouse extends HouseTemplate {
    @Override
    protected void buildWalls() {
        System.out.println("修水泥墙~");
    }

    @Override
    protected void buildRoof() {
        System.out.println("盖水泥房顶");
    }
}

模板方法客户端

让我们用一个测试程序来测试模板方法模式示例。

/**
 * @author 小黑说Java
 * @ClassName TemplateMethodTest
 * @date 2021/11/14
 **/
public class TemplateMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用模板方法
        WoodHouse woodHouse = new WoodHouse();
        woodHouse.buildHouse();
        System.out.println("-----------------");
        CementHouse cementHouse = new CementHouse();
        cementHouse.buildHouse();
    }
}

注意，客户端正在调用基类的模板方法，根据不同步骤的实现，它使用了来自基类的一些方法和来自子类的一些方法。

运行结果：

模板方法类图

JDK中的模板方法模式

• java.io.InputStream，java.io.OutputStream，java.io.Reader，java.io.Writer中的非抽象方法。
• java.util.AbstractList，java.util.AbstractSet，java.util.AbstractMap中的非抽象方法。

模板方法设计模式要点

1. 模板方法由固定的步骤组成，模板方法应该是final的，对于某些步骤，基类和子类的实现可以是不同的；
2. 大多数时候，子类调用父类中的方法，但在模板方法模式中，超类模板方法调用子类中的方法；
3. 基类的默认实现方法称为hooks，他们是为了被子类覆盖，如果你想要一些不覆盖的方法，可以将方法修饰为final。

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以上就是模板方法模式的全部内容，如果对你有帮助，点个赞吧！