模板方法模式

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模板方法模式（Template Method Pattern）其定义如下：

Define this skeleton of an algorithm an operation,deferring some steps to subclasses.Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm`s structure.（定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。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。）

模板方法模式的通用类图

模板方法模式确实非常简单，仅仅使用了 Java 的继承机制，单它是一个应用非常广泛的模式。其中，AbstractClass 叫做抽象模板，它的方法分为了两类：

基本方法：基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用。
模板方法：可以有一个或几个，一般是一个具体方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定逻辑。

注意

为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上 final 关键字，不允许被覆写。

在类图中还有一个角色：具体模板。ConcreteClass1 和 ConcreteClass2 属于具体模板，实现父类所定义的一个或多个抽象方法，也就是父类定义的基本方法在子类中得以实现。

下面来看看通用代码

public abstract class AbstractClass {
	/** 基本方法 */
	protected abstract void doAnything();

	/** 基本方法 */
	protected abstract void doSomething();

	/** 模板方法 */
	public final void templateMethod() {
		/* 调用基本方法，完成相关的逻辑 */
		this.doAnything();
		this.doSomething();
	}
}

public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
	@Override
	protected void doAnything() {
		// 业务逻辑处理
	}

	@Override
	protected void doSomething() {
		// 业务逻辑处理
	}
}

public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
	@Override
	protected void doAnything() {
		// 业务逻辑处理
	}

	@Override
	protected void doSomething() {
		// 业务逻辑处理
	}
}

场景类

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		ConcreteClass1 concreteClass1 = new ConcreteClass1();
		ConcreteClass2 concreteClass2 = new ConcreteClass2();

		// 调用模板方法
		concreteClass1.templateMethod();
		concreteClass2.templateMethod();
	}
}

注意

抽象模板中的基本方法尽量设计为 protected 类型，符合迪米特法则，不需要暴露的属性或方法尽量不要设置为 protected 类型。实现类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。

模板方法模式的优点

封装不变部分，扩展可变部分：把认为是不变部分的算法封装到父类实现。而可变部分的则可以通过继承来继续扩展；
提取公共部分代码，便于维护：templateMethod() 就是我们的公共代码；
行为由父类控制，子类实现：基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展的方法增加相应的功能，符合开闭原则。

模板方法模式的缺点

按照我们的设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类完成具体的事物属性和方法。但是模板方法模式却颠倒了，抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现，子类执行的结果影响了父类的结果，也就是子类对父类产生了影响，这在复杂的项目中，会带来代码阅读难度，而且也会让新手产生不适应。

模板方法模式的使用场景

多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同；
重要、复杂的算法，可以把核心算法为模方法，周边的相关细节功能则由各个子类实现。
重构时，模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

总结

初级程序员在写程序的时候经常会问高手“父类怎么调用子类的方法”。这个问题很有普遍性，那么父类是否可以调用子类的方法呢？是可以的，但强烈地、极度地不建议这么做，那应该怎么做呢？

把子类传递到父类的有参构造中，然后调用；
使用反射的方式调用（使用了反射还有谁不能调用）；
父类调用子类的静态方法。

这三种都是父类直接调用子类的方法，好用吗？好用！能解决问题了吗？能解决！项目中允许使用吗？不允许！我就一直没有搞懂为什么要用父类调用子类的方法。如果一定要调用子类，那么为什么要继承它呢？搞不懂。其实这个问题可以换个角度去理解，父类建立框架，子类在重写了父类的部分的方法后，再调用从父类继承的方法，产生不同的结果。这是不是也可以理解为父类调用了子类的方法呢？你修改了子类，影响了父类行为的结果，曲线救国的方式实现了父类依赖子类的场景，模板方法模式就是这种效果。

模板方法再一些开源框架中应用非常多，它提供了一个抽象类，然后开源框架写了一堆子类。在《xxx In Action》中就说明了，如果你需要扩展功能，可以继承这个抽象类，然后覆写 protected 方法，再然后就是调用一个类似 execute 方法，就完成你的扩展开发，非常容易扩展的一种模式。

摘自：《设计模式之禅》(第 2 版)