模板方法(Template Method)

引言

     翻看微软的PetShop范例的时候，无意中发现了一段代码，是用来对数据库中不同的表建立缓存依赖，其中很巧妙地运用了继承的概念，翻阅资料，方知叫Template Method 设计模式，于是将一些心得跟体会写下来与大家分享。

概念

     GoF《设计模式》中说道：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。Template Method使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。这就好比我们建房子，整个架构我们定好了，至于往里面添什么不会影响整体的构造。它主要用来解决在软件构建过程中，对于某一项任务，常常有稳定的整体操作结构，但各个子步骤却有很多改变的需求，或者由于固有的原因而无法和任务的整体结构同时实现，比如因为后期扩展。

应用

     下面举个简单的例子说明Template Mothod的应用场景，例子很简单，只是为了说明该模式的使用方式，在实际开发中一般不会如此用。比如开发中常见的对数据库的操作，首先我们要连接数据库，接着要完成我们的操作，最后关闭数据库连接。整个的步骤是这样子的，但是根据数据库的不同会有不同的实现方式。

     1 首先我们定义一个抽象类DataAccessBase,它包含4个方法，Connect, Select, Close, Run，具体代码如下所示：

//Abstract Class
    public abstract class DataAccessBase
    {
        //The primitive method, which will be implemented by concrete methods.
        protected abstract void Connect();
        protected abstract void Select();
        protected abstract void Close();

        //The template method.
        public void Run()
        {
            Connect();
            Select();
            Close();
        }
    }

      其中，Connect用来连接数据库，Select用来查询数据库中的数据，Close用来关闭数据库连接，这三个方法根据数据库的不同会有不同的实现方式，故这里将它们定义为抽象方法； 最后，run方法，也就是我们通常说的模板方法(Template Method)，定义了操作的序列，也就是前面所说的算法的骨架，骨架是固定的，而实现是可变的，这就是Template Method设计模式的核心思想。

     2 接着我们创建一个SqlServerImpl的类，继承DataAccessBase类，重写三个抽象方法，代码如下所示：

//Concrete Class
    public class SqlServerImpl : DataAccessBase
    {
        protected override void Connect()
        {
            Console.WriteLine("Connect to sql server ");
        }

        protected override void Select()
        {
            Console.WriteLine("Select the data from sql server ");
        }

        protected override void Close()
        {
            Console.WriteLine("Close the connection with sql server ");
        }
    }

     可以看到SqlServerimpl实现了父类定义的三个抽象方法，下面对代码进行一个简单的测试，代码如下：

//Client for test
    public class Client
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            //Create instance and call template method
            DataAccessBase da = new SqlServerImpl();
            da.Run();
        }
    }

如预期的，输出结果如下：

Connect to sql server ...

Select the data from sql server ...

Close the connection with sql server ...

如果这时候我们还想实现一个oracle的操作，只要再创建一个类OracleImpl继承DataAccessBase并重写三个抽象方法即可，所有的实现类都共用基类中的模板方法Run,这就是Template Method设计模式。

总结

     不难发现，所谓的Template Method设计模式，无非是对面向对象继承概念的灵活运用，只要我们遵循面向对象的基本原则（DRY, LSP, SRP, DIP...），掌握基本概念，写出来的代码自然优雅且灵活，所谓的设计模式也无非是那些基本原则的组合运用。