设计模式之模版方法模式（Template Method Pattern）
一.什么是模版方法模式？
首先，模版方法模式是用来封装算法骨架的，也就是算法流程
既然被称为模版，那么它肯定允许扩展类套用这个模版，为了应对变化，那么它也一定允许扩展类做一些改变
事实就是这样，模版方法模式封装了算法流程，但允许由子类负责实现某些步骤细节
二.举个例子
假设我们要开一家允许加盟的炸酱面店，我们拥有独家秘制的酱料配方，以及独特的制作工艺，美味只此一家，地球上大多数人每天都吃我们的炸酱面，所以我们有了大量的加盟者
为了盈利，我们当然不能公开制作工艺与酱料配方，但由于加盟者经营地域的差异，制作细节又存在差异，比如北京人喜欢吃细面硬面，陕西人喜欢吃宽面软面，我们也不能为了保护配方而让北京的加盟者继续卖我们的宽面
所以我们需要把制作工艺与保密配方保护起来，谁都不允许修改，同时把面条的制作以及烹煮方式公开出去，允许加盟者修改
那么，要如何实现这样的需求？
没错，模版方法就是为此而生的
-------
首先，我们需要建立模版类，把该保护的保护起来，把该公开的公开出去：
package TemplateMethodPattern;
/**
* @author ayqy
* 定义炸酱面模版类
*/
public abstract class Noodles {
public void cook(){
//制作面条
makeNoodles();
//制作酱料
makeSauce();
//烹煮面条
boilNoodles();
//添加酱料
addSauce();
}
/**
* 把秘制酱料保护起来
*/
private void makeSauce(){
System.out.println("做好一份独家秘制酱料");
}
/**
* 把添加剂量保护起来
*/
private void addSauce(){
System.out.println("添加适量的秘制酱料");
}
public abstract void makeNoodles();
public abstract void boilNoodles();
}
定义好了模版，90%的工作就已经完成了，下面开始实现具体类
北京炸酱面：
package TemplateMethodPattern;
/**
* @author ayqy
* 实现北京炸酱面具体类
*/
public class BJNoodles extends Noodles{
@Override
public void makeNoodles() {
System.out.println("做好一份有北京特色的手工面");
}
@Override
public void boilNoodles() {
System.out.println("按北京特色煮面法煮好面条");
}
}
陕西炸酱面：
package TemplateMethodPattern;
/**
* @author ayqy
* 实现陕西炸酱面具体类
*/
public class SXNoodles extends Noodles{
@Override
public void makeNoodles() {
System.out.println("做好一份有陕西特色的手工面");
}
@Override
public void boilNoodles() {
System.out.println("按陕西特色煮面法煮好面条");
}
}
有了这些具体类，我们按照地域分配给加盟者就好了
三.效果示例
先实现一个测试类：
package TemplateMethodPattern;
/**
* @author ayqy
* 实现一个测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
//创建北京炸酱面对象
Noodles bjnoodles = new BJNoodles();
//创建陕西炸酱面对象
Noodles sxnoodles = new SXNoodles();
System.out.println("北京炸酱面制作工艺：");
bjnoodles.cook();//做一份北京炸酱面
System.out.println("\n陕西炸酱面制作工艺：");
sxnoodles.cook();//做一份陕西炸酱面
}
}
运行结果：
四.多一点思考
上面的例子中，我们很轻松的实现了对算法骨架的封装，而且允许扩展类自定义某些步骤细节，似乎很轻松也很完美
那好，让我们改改需求吧：
最近提倡绿色健康生活，大家都喜欢吃点蔬菜，我们传统的炸酱面不得不与时俱进，做好之后还要添点蔬菜
但问题是有的地方并不喜欢添加蔬菜，他们习惯了老字号炸酱面的风味，坚决不要蔬菜
所以我们不能简单地改变制作工艺，添加一道工序来加蔬菜
-------
如果能在模版中定义一个可选的操作就再好不过了，让加盟者自己选择要不要加点儿蔬菜
于是，我们需要对之前的模版做一点点改动：
package TemplateMethodPattern;
/**
* @author ayqy
* 定义炸酱面模版类
*/
public abstract class Noodles {
private boolean wantVegetables = false;//要不要蔬菜
public void setWantVegetables(boolean wantVegetables) {
this.wantVegetables = wantVegetables;
}
public void cook(){
//制作面条
makeNoodles();
//制作酱料
makeSauce();
//烹煮面条
boilNoodles();
//要不要添点儿蔬菜
if(wantVegetables)
addVegetables();
//添加酱料
addSauce();
}
/**
* 把秘制酱料保护起来
*/
private void makeSauce(){
System.out.println("做好一份独家秘制酱料");
}
/**
* 把添加剂量保护起来
*/
private void addSauce(){
System.out.println("添加适量的秘制酱料");
}
/**
* 添加时令蔬菜
*/
public void addVegetables(){
//空的实现
}
public abstract void makeNoodles();
public abstract void boilNoodles();
}
注意，为了添加可选的操作，我们做了这么几件事情：
- 定义标志变量（选/不选）
- 提供标志变量的setter，供扩展类选择
- 修改算法骨架，加入新的可选步骤
- 为新的步骤提供一个空的实现（注意，这一步很重要，提供空的实现而不是定义一个抽象方法，避免了对现有扩展类的修改，这个在模版方法模式的术语中被称为Hook钩子）
五.模版方法模式与策略模式
这两个模式都是用来封装算法的，让我们来对比一下：
| 策略模式 | 模版方法模式 | |
| 概念 | 封装算法步骤，允许子类选择已有的策略（步骤细节） | 封装算法骨架（流程），允许由子类负责实现某些细节 |
| 实现方式 | 用组合来实现 | 用继承来实现 |
| 目标 | 实现了算法步骤的选择 | 实现了算法的流程控制 |
| 亮点 | 支持运行时动态改变步骤（策略） | 支持运行时动态改变算法流程（用hook来实现） |
| 具体步骤 | 把易于变化的同类算法细节（步骤）找出来，再定义一个算法族（接口）把它们封装起来 | 把算法骨架抽象出来并封装在基类（模版类）中 |
| 总结 | 封装步骤 | 封装流程 |
举个例子：
假设现在有一个算法，流程是A->B->C->D，C步骤的具体实现可能有c1,c2,c3三种不同方法
策略模式：
- 定义一个行为接口C，定义execute方法
- 实现具体类c1,c2,c3扩展自接口C（c1,c2,c3三种行为供调用者选择）
- 在基类中添加一个属性，类型为接口C，并提供setter
- 扩展自基类的具体类将通过调用setter来动态改变行为
模版方法模式：
- 定义基类（模版类），在基类中定义算法流程（把流程封装起来）
- 在基类中把C步骤定义为抽象方法
- 扩展自基类的具体类将提供自己的实现（c1,c2,c3或者其它）
<原创>
