模板方法（Template Method）模式

模板方法（Template Method）模式（1）

模板方法模式是一个相当简单，但使用非常广泛的设计模式。

顾名思义，模板是一个可以产生多个具有同样形状物体的模子。例如，砖场的砖坯模子，食品厂的月饼模子等。在这里，模板是可以产生多个具有相同骨架的 算法模子。

什么是算法骨架？如果一个算法是通过一系列方法调用完成的，那么由这些方法组成的固定调用序列就称为算法骨架。例如，某一个算法中有3个方法调用：

Method1();
Method2();
Method3();

如果这个调用序列中各个方法的顺序是固定的，那么就可以把它们封装到一个方法中，例如：

void tmpMethod(){
Method1();
Method2();
Method3();
}

那么tmpMethod()就是算法骨架。之所以称为骨架，是因为它只表示了一种固定的结构，对其中各个方法的具体实现并没有进行任何约束，所以这 个骨架也可以看做一个算法模板。又因为这个模板是以方法方式提供的，所以tmpMethod()也就被称为模板方法。这很像某些学校对教师上课的要求：复 习上次课重点→引入新课→讲解新课→提问→答疑→小结→提出下次课预习内容→留作业→下课。这个骨架（格式）是不变的，而实际课程内容则是可变的。

考虑到算法通常需要一些基本数据，因此用抽象类来定义模板是再合适不过了。模板方法模式的简略类图如图4-8所示。

 

图4-8  模板方法
模式的简略类图

具体做法为：

1）在抽象类中封装模板方法。

2）根据具体需要，把模板方法中需要调用的具体方法定义成子类必须实现的抽象方法。

例如，在某个算法中要用到如下两个方法：void hookMethod()和void abstractMethod()。如果业务逻辑要求这两个方法的调用顺序固定为：

hookMethod();
abstractMethod();

那 么就可以用一个方法来封装它们，即：

void templetMethod(){
hookMethod();
abstractMethod();
}

显 然，方法templetMethod()就是业务逻辑所要求的算法骨架。这样，按上述思想定义的抽象类AbstractClass就是如图4-9所示的样 子。

 

（点击查看大图）图4-9  模板方法模式的典型类图

其中那个固定了算法骨架的templetMethod()方法就是模板方法，而抽象方法则由子类ConcreteClass（具体类）根据具体业务 逻辑来实现。由于客户面对的是抽象类，所以抽象方法实现的任何变化都不会影响到客户端，从而在一定程度上实现了"开-闭"原则。

【例4-4】 已知一个问候程序的算法固定为：先输出问候语字符串，然后再输出被问候者名称字符串，试编写该程序。

（1）分析

经分析可知，程序中的问候语变化并不频繁，基本都为"Hello"，而被问候者名称则需经常变化，属于可变性代码，所以要把与被问候者名称相关的代 码隔离出来。这样就使本程序至少需要有两个核心方法：输出问候语方法和输出被问候者名称方法。显然，为了实现题目所要求的字符串输出顺序还应设计一个模板 方法。于是，得到例题类图如图4-10所示。

 

（点击查看大图）图4-10  例题类图

（2） 代码

/*抽象类*/
public abstract class Greeting{
/*默认问候语*/
public void defaultGreeting(){  
System.out.print("Hello ");
}
/*抽象方法*/
public abstract void nameGreeting(String name);
/*模板方法*/
public void Greeting(String name){
defaultGreeting();
nameGreeting(name);
}
}
/*具体实现类*/
public class concretGreeting extends Greeting{
/*实现了抽象方法*/
public void nameGreeting(String name){
System.out.println(name);
}
}
/*测试*/
public class Main{
private static Greeting g=null;
public static void main(String[]args){
g=new concretGreeting();
g.Greeting(args[0]);
}
}

（3）程序运行

输入运行命令时，命令行参数为Renzhe，则程序运行结果如图4-11所示。

 

图4-11  例4-4程序运行结果

（4）当业务逻辑发生变化时，子类的变化

假如，本程序使用了一段时间后，企业业务发生了某种变化，要求在问候之前，需要对被问候人进行检查。如果为新客人，就问候"Hello ×××，本公司真诚欢迎您！"；如果为老客人，则问候"Hello ×××，很高兴又见到您！"

显然，为了达到新的要求，只需修改子类concretGreeting中对方法nameGreeting()的实现就可以了，而不会影响算法骨架的 一丝一毫。