Head First设计模式——模板方法模式

前言：本篇我们讲解模板方法模式，我们以咖啡和茶的冲泡来学习模板方法。关于咖啡另一个设计模式例子也以咖啡来讲解，可以看下：Head First设计模式——装饰者模式

废话不多说，开始进入模板方法模式。

一、冲泡咖啡和茶

冲泡咖啡的步骤：

（1）把水烧开

（2）用开水冲泡咖啡

（3）把咖啡到进杯子

（4）加糖和牛奶

冲泡茶的步骤

（1）把水烧开

（2）用开水浸泡茶

（3）把茶到进杯子

（4）加柠檬

实现冲泡咖啡和茶的两个类

public class Coffee
{
    public void PrepareRecipe()
    {
        BoilWater();
        BrewCoffeeGrinds();
        PourInCup();
        AddSugarAndMilk();
    }
    public void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("烧开水");
    }
 
    public void BrewCoffeeGrinds()
    {
        Console.WriteLine("开水冲泡咖啡");
    }
 
    public void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("咖啡到进杯子");
    }
 
    public void AddSugarAndMilk()
    {
        Console.WriteLine("加糖和牛奶");
    }
}

public class Tea
{
    public void PrepareRecipe() {
        BoilWater();
        SteepTeaBag();
        PourInCup();
        AddLemon();
    }
    public void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("烧开水");
    }
 
    public void SteepTeaBag()
    {
        Console.WriteLine("开水浸泡茶");
    }
 
    public void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("茶到进杯子");
    }
 
    public void AddLemon()
    {
        Console.WriteLine("加柠檬");
    }
}

　　我们从这两个类发现了一些重复的代码，有重复的代码表示我们需要理一下我们的实现方式或者设计。咖啡和茶的代码在第1步和第3步的方法都是一样，其他两个方法是各自独有的，那我们可以将相同的方法抽象到同一个基类中。可能类似如下方式

　　咖啡和茶自己特有的方法，放在自己的类中，每个子类都覆盖PrepareRecipe()方法，并实现自己的冲泡。

二、更进一步的改进

　　通过上面的继承改造我们感觉是否还是有些共同方法没有封装干净，还有什么共同点没有封装了。在咖啡和茶类中都有PrepareRecipe()方法，他们的步骤都是一样的，只是特定步骤的实现方式不一样，那我们如何抽象PrepareRecipe()方法？我们从每个子类中逐步抽离

① 遇到的第一个问题，咖啡和茶的冲泡浸泡方法不一样，所以给他们一个新的方法名称Brew()，然后不管是冲泡还是浸泡都用这个名称。同样的加东西我们也类似的取一个新的方法名称来解决，就叫AddCondiments()。这样一来PrepareRecipe()方法就改造成这样：

public void PrepareRecipe()
{
    BoilWater();
    Brew();
    PourInCup();
    AddCondiments();
}

② 我们现在有了新的PrepareRecipe()方法，需要让他符合代码，所以我们再改造父类CoffeineBeverage

public abstract class CoffeineBeverage
{
    public  void PrepareRecipe()
    {
        BoilWater();
        Brew();
        PourInCup();
        AddCondiments();
    }
 
    public abstract void AddCondiments();
    public abstract void Brew();
 
    private void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("烧开水");
    }
 
    private void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("茶到进杯子");
    }
}

③ 最后我们需要处理下咖啡和茶类让它们继承父类，实现自己的特有方法。

public class Coffee: CoffeineBeverage
{
    public override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("开水冲泡咖啡");
    }
    public override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("加糖和牛奶");
    }
}
 
 
public class Tea:CoffeineBeverage
{
    public override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("开水浸泡茶");
    }
    public override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("加柠檬");
    }
    
}

三、模板方法模式

　基本上，通过第二步的改进我们实现的就是模板方法模式。PrepareRecipe()是我们的抽象模板方法。

（1）它是一个方法

（2）它用作一个算法的模板，在本例中，算法就是用来制作饮料。在这个模板中算法内的每一个步骤都被一个方法代表。某些方法由父类处理，有些则由子类处理，需要子类处理的方法在父类中被定义成抽象方法。

定义：

模板方法模式：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

类图：

四、模板钩子

钩子是一种被声明在抽象类中的方法，但只有空的或者默认的实现。钩子的存在可以让子类有能力对算法的不同点进行挂钩。要不要挂钩，由子类决定。

例如茶里面需不需要加柠檬可以子类自己决定

public abstract class CoffeineBeverage
{
    public void PrepareRecipe()
    {
        BoilWater();
        Brew();
        PourInCup();
        if (CustomerWantsCondiments())
        {
            AddCondiments();
        }
    }
 
    public virtual bool CustomerWantsCondiments()
    {
        return true;
    }
 
    public abstract void AddCondiments();
    public abstract void Brew();
 
    private void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("烧开水");
    }
 
    private void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("茶到进杯子");
    }
}

　　不加柠檬的茶

public class Tea : CoffeineBeverage
{
    public override bool CustomerWantsCondiments()
    {
        return false;
    }
    public override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("开水浸泡茶");
    }
    public override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("加柠檬");
    }
 
}