設計模式之模版方法模式（Template Method Pattern）

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一.什麼是模版方法模式？

首先，模版方法模式是用來封裝演算法骨架的，也就是演算法流程

既然被稱為模版，那麼它肯定允許擴展類套用這個模版，為了應對變化，那麼它也一定允許擴展類做一些改變

事實就是這樣，模版方法模式封裝了演算法流程，但允許由子類負責實現某些步驟細節

二.舉個例子

假設我們要開一家允許加盟的炸醬麵店，我們擁有獨家秘製的醬料配方，以及獨特的製作工藝，美味只此一家，地球上大多數人每天都吃我們的炸醬麵，所以我們有了大量的加盟者

為了盈利，我們當然不能公開製作工藝與醬料配方，但由於加盟者經營地域的差異，製作細節又存在差異，比如北京人喜歡吃細麵硬麵，陝西人喜歡吃寬麵軟麵，我們也不能為了保護配方而讓北京的加盟者繼續賣我們的寬麵

所以我們需要把製作工藝與保密配方保護起來，誰都不允許修改，同時把麵條的製作以及烹煮方式公開出去，允許加盟者修改。那麼，要如何實現這樣的需求？

沒錯，模版方法就是為此而生的

首先，我們需要建立模版類，把該保護的保護起來，把該公開的公開出去：

package TemplateMethodPattern;
/**


@author ayqy


定義炸醬麵模版類
*/
public abstract class Noodles {
public void cook(){
//製作麵條
makeNoodles();
//製作醬料
makeSauce();
//烹煮麵條
boilNoodles();
//添加醬料
addSauce();
}
/**

把秘製醬料保護起來
*/
private void makeSauce(){
System.out.println("做好一份獨家秘製醬料");
}

/**

把添加劑量保護起來
*/
private void addSauce(){
System.out.println("添加適量的秘製醬料");
}

public abstract void makeNoodles();
public abstract void boilNoodles();
}

定義好了模版，90% 的工作就已經完成了，下面開始實現具體類

北京炸醬麵：

package TemplateMethodPattern;
/**


@author ayqy


實現北京炸醬麵具體類
*/
public class BJNoodles extends Noodles{
@Override
public void makeNoodles() {
System.out.println("做好一份有北京特色的手工麵");
}
@Override
public void boilNoodles() {
System.out.println("按北京特色煮麵法煮好麵條");
}
}

陝西炸醬麵：

package TemplateMethodPattern;
/**


@author ayqy


實現陝西炸醬麵具體類
*/
public class SXNoodles extends Noodles{
@Override
public void makeNoodles() {
System.out.println("做好一份有陝西特色的手工麵");
}
@Override
public void boilNoodles() {
System.out.println("按陝西特色煮麵法煮好麵條");
}
}

有了這些具體類，我們按照地域分配給加盟者就好了

三.效果示例

先實現一個測試類：

package TemplateMethodPattern;
/**


@author ayqy


實現一個測試類
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
//創建北京炸醬麵對象
Noodles bjnoodles = new BJNoodles();
//創建陝西炸醬麵對象
Noodles sxnoodles = new SXNoodles();
 System.out.println("北京炸醬麵製作工藝：");
 bjnoodles.cook();//做一份北京炸醬麵
 System.out.println("\n陝西炸醬麵製作工藝：");
 sxnoodles.cook();//做一份陝西炸醬麵

}
}

運行結果：

四.多一點思考

上面的例子中，我們很輕鬆地實現了對演算法骨架的封裝，而且允許擴展類自定義某些步驟細節，似乎很輕鬆也很完美

那好，讓我們改改需求吧：

最近提倡綠色健康生活，大家都喜歡吃點蔬菜，我們傳統的炸醬麵不得不與時俱進，做好之後還要添點蔬菜。但問題是有的地方並不喜歡添加蔬菜，他們習慣了老字號炸醬麵的風味，堅決不要蔬菜。所以我們不能簡單地改變製作工藝，添加一道工序來加蔬菜。如果能在模版中定義一個可選的操作就再好不過了，讓加盟者自己選擇要不要加點兒蔬菜

於是，我們需要對之前的模版做一點點改動：

package TemplateMethodPattern;
/**


@author ayqy


定義炸醬麵模版類
*/
public abstract class Noodles {
private boolean wantVegetables = false;//要不要蔬菜
public void setWantVegetables(boolean wantVegetables) {
this.wantVegetables = wantVegetables;
}
public void cook(){
//製作麵條
makeNoodles();
//製作醬料
makeSauce();
//烹煮麵條
boilNoodles();
 //要不要添點兒蔬菜
 if(wantVegetables)
 	addVegetables();
 
 //添加醬料
 addSauce();

}
/**

把秘製醬料保護起來
*/
private void makeSauce(){
System.out.println("做好一份獨家秘製醬料");
}

/**

把添加劑量保護起來
*/
private void addSauce(){
System.out.println("添加適量的秘製醬料");
}

/**

添加時令蔬菜
*/
public void addVegetables(){
//空的實現
}

public abstract void makeNoodles();
public abstract void boilNoodles();
}

注意，為了添加可選的操作，我們做了這麼幾件事情：

定義標誌變量（選/不選）
提供標誌變量的 setter，供擴展類選擇
修改演算法骨架，加入新的可選步驟
為新的步驟提供一個空的實現（注意，這一步很重要，提供空的實現而不是定義一個抽象方法，避免了對現有擴展類的修改，這個在模版方法模式的術語中被稱為Hook 鉤子）

五.模版方法模式與策略模式

這兩個模式都是用來封裝演算法的，讓我們來對比一下：

	策略模式	模版方法模式
概念	封裝演算法步驟，允許子類選擇已有的策略（步驟細節）	封裝演算法骨架（流程），允許由子類負責實現某些細節
實現方式	用組合來實現	用繼承來實現
目標	實現了演算法步驟的選擇	實現了演算法的流程控制
亮點	支持運行時動態改變步驟（策略）	支持運行時動態改變演算法流程（用 hook 來實現）
具體步驟	把易於變化的同類演算法細節（步驟）找出來，再定義一個演算法族（接口）把它們封裝起來	把演算法骨架抽象出來並封裝在基類（模版類）中
總結	封裝步驟	封裝流程

舉個例子：

假設現在有一個演算法，流程是 A->B->C->D，C 步驟的具體實現可能有 c1,c2,c3 三種不同方法

策略模式：

定義一個行為接口 C，定義 execute 方法
實現具體類 c1,c2,c3 擴展自接口 C（c1,c2,c3 三種行為供調用者選擇）
在基類中添加一個屬性，類型為接口 C，並提供 setter
擴展自基類的具體類將通過調用 setter 來動態改變行為

模版方法模式：

定義基類（模版類），在基類中定義演算法流程（把流程封裝起來）
在基類中把 C 步驟定義為抽象方法
擴展自基類的具體類將提供自己的實現（c1,c2,c3 或者其它）