模板模式
模板模式,顾名思义,就是通过模板拓印的方式。
定义模板,就是定义框架、结构、原型。定义一个我们共同遵守的约定。
定义了模板,我们的剩余工作就是对其进行充实、丰润,完善它的不足之处。
定义模板采用抽象类来定义,公共的结构化逻辑需要在抽象类中完成,只将非公共的部分逻辑抽象成抽象方法,留待子类充实实现。
所以上文所述不足之处就是这些抽象方法。
总的来说,模板模式就是通过抽象类来定义一个逻辑模板,逻辑框架、逻辑原型,然后将无法决定的部分抽象成抽象类交由子类来实现,一般这些抽象类的调用逻辑还是在抽象类中完成的。这么看来,模板就是定义一个框架,比如盖房子,我们定义一个模板:房子要封闭,有门,有窗等等,但是要什么样的门,什么样的窗,这些并不在模板中描述,这个交给子类来完善,比如门使用防盗门,窗使用北向的窗等等。
我们不凡就以建房为例来见识一下模板模式如何:
模板抽象类:HouseTemplate
1 public abstract class HouseTemplate { 2 3 protected HouseTemplate(String name){ 4 this.name = name; 5 } 6 7 protected String name; 8 9 protected abstract void buildDoor(); 10 11 protected abstract void buildWindow(); 12 13 protected abstract void buildWall(); 14 15 protected abstract void buildBase(); 16 17 //公共逻辑 18 public final void buildHouse(){ 19 20 buildBase(); 21 buildWall(); 22 buildDoor(); 23 buildWindow(); 24 25 } 26 27 }
子类1:HouseOne
1 public class HouseOne extends HouseTemplate { 2 3 HouseOne(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 @Override 8 protected void buildDoor() { 9 System.out.println(name +"的门要采用防盗门"); 10 } 11 12 @Override 13 protected void buildWindow() { 14 System.out.println(name + "的窗户要面向北方"); 15 } 16 17 @Override 18 protected void buildWall() { 19 System.out.println(name + "的墙使用大理石建造"); 20 } 21 22 @Override 23 protected void buildBase() { 24 System.out.println(name + "的地基使用钢铁地基"); 25 } 26 27 }
子类2:HouseTwo
1 public class HouseTwo extends HouseTemplate { 2 3 HouseTwo(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 @Override 8 protected void buildDoor() { 9 System.out.println(name + "的门采用木门"); 10 } 11 12 @Override 13 protected void buildWindow() { 14 System.out.println(name + "的窗户要向南"); 15 } 16 17 @Override 18 protected void buildWall() { 19 System.out.println(name + "的墙使用玻璃制造"); 20 } 21 22 @Override 23 protected void buildBase() { 24 System.out.println(name + "的地基使用花岗岩"); 25 } 26 27 }
测试类:Clienter
1 public class Clienter { 2 3 public static void main(String[] args){ 4 HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1"); 5 HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2"); 6 houseOne.buildHouse(); 7 houseTwo.buildHouse(); 8 } 9 10 }
测试结果:
通过以上例子,我们认识了模板模式中的基本方法和模板方法,其中HouseTemplate中的buildHouse方法就是基本方法,其余四个均为模板方法。其中基本方法一般会用final修饰,保证其不会被子类修改,而模板方法则使用protected修饰,表明其需要在子类中实现。
其实,模板模式中还有一个钩子方法的概念,有人称,具有钩子方法的模板模式才算完整,也许吧。
钩子方法时干啥的呢?钩子就是给子类一个授权,允许子类通过重写钩子方法来颠覆基本逻辑的执行,这有时候是非常有用的。就比如在盖房子的时候,有一个需要子类来决定是否建造厕所间的需求时,可以这么实现:
模板抽象类:HouseTemplate
1 public abstract class HouseTemplate { 2 3 protected HouseTemplate(String name){ 4 this.name = name; 5 } 6 7 protected String name; 8 9 protected abstract void buildDoor(); 10 11 protected abstract void buildWindow(); 12 13 protected abstract void buildWall(); 14 15 protected abstract void buildBase(); 16 17 protected abstract void buildToilet(); 18 19 //钩子方法 20 protected boolean isBuildToilet(){ 21 return true; 22 } 23 24 //公共逻辑 25 public final void buildHouse(){ 26 27 buildBase(); 28 buildWall(); 29 buildDoor(); 30 buildWindow(); 31 if(isBuildToilet()){ 32 buildToilet(); 33 } 34 } 35 36 }
子类1:HouseOne
1 public class HouseOne extends HouseTemplate { 2 3 HouseOne(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 HouseOne(String name, boolean isBuildToilet){ 8 this(name); 9 this.isBuildToilet = isBuildToilet; 10 } 11 12 public boolean isBuildToilet; 13 14 @Override 15 protected void buildDoor() { 16 System.out.println(name +"的门要采用防盗门"); 17 } 18 19 @Override 20 protected void buildWindow() { 21 System.out.println(name + "的窗户要面向北方"); 22 } 23 24 @Override 25 protected void buildWall() { 26 System.out.println(name + "的墙使用大理石建造"); 27 } 28 29 @Override 30 protected void buildBase() { 31 System.out.println(name + "的地基使用钢铁地基"); 32 } 33 34 @Override 35 protected void buildToilet() { 36 System.out.println(name + "的厕所建在东南角"); 37 } 38 39 @Override 40 protected boolean isBuildToilet(){ 41 return isBuildToilet; 42 } 43 44 }
子类2:HouseTwo
public class HouseTwo extends HouseTemplate { HouseTwo(String name){ super(name); } @Override protected void buildDoor() { System.out.println(name + "的门采用木门"); } @Override protected void buildWindow() { System.out.println(name + "的窗户要向南"); } @Override protected void buildWall() { System.out.println(name + "的墙使用玻璃制造"); } @Override protected void buildBase() { System.out.println(name + "的地基使用花岗岩"); } @Override protected void buildToilet() { System.out.println(name + "的厕所建在西北角"); } }
测试类:Clienter
1 public class Clienter { 2 3 public static void main(String[] args){ 4 HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1", false); 5 HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2"); 6 houseOne.buildHouse(); 7 houseTwo.buildHouse(); 8 } 9 10 }
测试结果:
房子1的地基使用钢铁地基 房子1的墙使用大理石建造 房子1的门要采用防盗门 房子1的窗户要面向北方 房子2的地基使用花岗岩 房子2的墙使用玻璃制造 房子2的门采用木门 房子2的窗户要向南 房子2的厕所建在西北角
通过执行结果我们可以清晰的看到,我们通过重写钩子方法自定义了房子1不需要建造厕所(fasle)。
钩子方法的作用也就一目了然啦。
模板模式的关键点:
1、使用抽象类定义模板类,并在其中定义所有的基本方法、模板方法,钩子方法,不限数量,以实现功能逻辑为主。其中基本方法使用final修饰,其中要调用基本方法和钩子方法,基本方法和钩子方法可以使用protected修饰,表明可被子类修改。
2、定义实现抽象类的子类,重写其中的模板方法,甚至钩子方法,完善具体的逻辑。
使用场景:
1、在多个子类中拥有相同的方法,而且逻辑相同时,可以将这些方法抽出来放到一个模板抽象类中。
2、程序主框架相同,细节不同的情况下,也可以使用模板方法。