設計模式之模版方法模式（Template Method Pattern）

一.什麼是模版方法模式？

首先，模版方法模式是用來封裝算法骨架的，也就是算法流程

既然被稱爲模版，那麼它確定容許擴展類套用這個模版，爲了應對變化，那麼它也必定容許擴展類作一些改變

事實就是這樣，模版方法模式封裝了算法流程，但容許由子類負責實現某些步驟細節

二.舉個例子

假設咱們要開一家容許加盟的炸醬麪店，咱們擁有獨家祕製的醬料配方，以及獨特的製做工藝，美味只此一家，地球上大多數人天天都吃咱們的炸醬麪，因此咱們有了大量的加盟者

爲了盈利，咱們固然不能公開製做工藝與醬料配方，但因爲加盟者經營地域的差別，製做細節又存在差別，好比北京人喜歡吃細面硬麪，陝西人喜歡吃寬面軟面，咱們也不能爲了保護配方而讓北京的加盟者繼續賣咱們的寬面

因此咱們須要把製做工藝與保密配方保護起來，誰都不容許修改，同時把麪條的製做以及烹煮方式公開出去，容許加盟者修改

那麼，要如何實現這樣的需求？

沒錯，模版方法就是爲此而生的

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首先，咱們須要創建模版類，把該保護的保護起來，把該公開的公開出去：

package TemplateMethodPattern;

/**
 * @author ayqy
 * 定義炸醬麪模版類
 */
public abstract class Noodles {
	public void cook(){
		//製做麪條
		makeNoodles();
		//製做醬料
		makeSauce();
		//烹煮麪條
		boilNoodles();
		//添加醬料
		addSauce();
	}
	
	/**
	 * 把祕製醬料保護起來
	 */
	private void makeSauce(){
		System.out.println("作好一份獨家祕製醬料");
	}
	
	/**
	 * 把添加劑量保護起來
	 */
	private void addSauce(){
		System.out.println("添加適量的祕製醬料");
	}
	
	public abstract void makeNoodles();
	public abstract void boilNoodles();
}

定義好了模版，90%的工做就已經完成了，下面開始實現具體類

北京炸醬麪：

package TemplateMethodPattern;

/**
 * @author ayqy
 * 實現北京炸醬麪具體類
 */
public class BJNoodles extends Noodles{

	@Override
	public void makeNoodles() {
		System.out.println("作好一份有北京特點的手工面");
	}

	@Override
	public void boilNoodles() {
		System.out.println("按北京特點煮麪法煮好麪條");
	}
}

陝西炸醬麪：

package TemplateMethodPattern;

/**
 * @author ayqy
 * 實現陝西炸醬麪具體類
 */
public class SXNoodles extends Noodles{

	@Override
	public void makeNoodles() {
		System.out.println("作好一份有陝西特點的手工面");
	}

	@Override
	public void boilNoodles() {
		System.out.println("按陝西特點煮麪法煮好麪條");
	}
}

有了這些具體類，咱們按照地域分配給加盟者就行了

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){
		//建立北京炸醬麪對象
		Noodles bjnoodles = new BJNoodles();
		//建立陝西炸醬麪對象
		Noodles sxnoodles = new SXNoodles();
		
		System.out.println("北京炸醬麪製做工藝：");
		bjnoodles.cook();//作一份北京炸醬麪
		System.out.println("\n陝西炸醬麪製做工藝：");
		sxnoodles.cook();//作一份陝西炸醬麪
	}
}

運行結果：

四.多一點思考

上面的例子中，咱們很輕鬆的實現了對算法骨架的封裝，並且容許擴展類自定義某些步驟細節，彷佛很輕鬆也很完美

那好，讓咱們改改需求吧：

最近提倡綠色健康生活，你們都喜歡吃點蔬菜，咱們傳統的炸醬麪不得不與時俱進，作好以後還要添點蔬菜

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麪的風味，堅定不要蔬菜

因此咱們不能簡單地改變製做工藝，添加一道工序來加蔬菜

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若是能在模版中定義一個可選的操做就再好不過了，讓加盟者本身選擇要不要加點兒蔬菜

因而，咱們須要對以前的模版作一點點改動：

package TemplateMethodPattern;

/**
 * @author ayqy
 * 定義炸醬麪模版類
 */
public abstract class Noodles {
	private boolean wantVegetables = false;//要不要蔬菜
	
	public void setWantVegetables(boolean wantVegetables) {
		this.wantVegetables = wantVegetables;
	}

	public void cook(){
		//製做麪條
		makeNoodles();
		//製做醬料
		makeSauce();
		//烹煮麪條
		boilNoodles();
		
		//要不要添點兒蔬菜
		if(wantVegetables)
			addVegetables();
		
		//添加醬料
		addSauce();
	}
	
	/**
	 * 把祕製醬料保護起來
	 */
	private void makeSauce(){
		System.out.println("作好一份獨家祕製醬料");
	}
	
	/**
	 * 把添加劑量保護起來
	 */
	private void addSauce(){
		System.out.println("添加適量的祕製醬料");
	}
	
	/**
	 * 添加時令蔬菜
	 */
	public void addVegetables(){
		//空的實現
	}
	
	public abstract void makeNoodles();
	public abstract void boilNoodles();
}

注意，爲了添加可選的操做，咱們作了這麼幾件事情：

1. 定義標誌變量（選/不選）
2. 提供標誌變量的setter，供擴展類選擇
3. 修改算法骨架，加入新的可選步驟
4. 爲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爲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算法的，讓咱們來對比一下：

	策略模式	模版方法模式
概念	封裝算法步驟，容許子類選擇已有的策略（步驟細節）	封裝算法骨架（流程），容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	實現了算法步驟的選擇	實現了算法的流程控制
亮點	支持運行時動態改變步驟（策略）	支持運行時動態改變算法流程（用hook來實現）
具體步驟	把易於變化的同類算法細節（步驟）找出來，再定義一個算法族（接口）把它們封裝起來	把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：

假設如今有一個算法，流程是A->B->C->D，C步驟的具體實現可能有c1,c2,c3三種不一樣方法

策略模式：

1. 定義一個行爲接口C，定義execute方法
2. 實現具體類c1,c2,c3擴展自接口C（c1,c2,c3三種行爲供調用者選擇）
3. 在基類中添加一個屬性，類型爲接口C，並提供setter
4. 擴展自基類的具體類將經過調用setter來動態改變行爲

模版方法模式：

1. 定義基類（模版類），在基類中定義算法流程（把流程封裝起來）
2. 在基類中把C步驟定義爲抽象方法
3. 擴展自基類的具體類將提供本身的實現（c1,c2,c3或者其它）