在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述模板方法(Template Method)模式的:
模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。
模板方法模式的结构
模板方法模式是所有模式中最为常见的几个模式之一,是基于继承的代码复用的基本技术。
模板方法模式需要开发抽象类和具体子类的设计师之间的协作。一个设计师负责给出一个算法的轮廓和骨架,另一些设计师则负责给出这个算法的各个逻辑步骤。代表这些具体逻辑步骤的方法称做基本方法(primitive method);而将这些基本方法汇总起来的方法叫做模板方法(template method),这个设计模式的名字就是从此而来。
模板方法所代表的行为称为顶级行为,其逻辑称为顶级逻辑。模板方法模式的静态结构图如下所示:
这里涉及到两个角色:
抽象模板(Abstract Template)角色有如下责任:
■ 定义了一个或多个抽象操作,以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
■ 定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法,它给出了一个顶级逻辑的骨架,而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中,推迟到子类实现。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。
具体模板(Concrete Template)角色又如下责任:
■ 实现父类所定义的一个或多个抽象方法,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
■ 每一个抽象模板角色都可以有任意多个具体模板角色与之对应,而每一个具体模板角色都可以给出这些抽象方法(也就是顶级逻辑的组成步骤)的不同实现,从而使得顶级逻辑的实现各不相同。
源代码
package cn.happy.a; public abstract class Animal { //基本方法声明(由子类实现) public abstract String info(); //模板方法 public void show(){ //info()调用基本方法 System.out.println(info()+"我是最聪明的动物"); } }
package cn.happy.a; public class Cat extends Animal{ //基本方法的实现 @Override public String info() { return "我是一只猫"; } }
package cn.happy.a; public class Dog extends Animal{ //基本方法的实现 @Override public String info() { return "我是一条狗"; } }
package cn.happy.a; public class Test { public static void main(String[] args) { Animal a1=new Dog(); a1.show(); Animal a2=new Cat(); a2.show(); } }
具体模板角色类,实现了父类所声明的基本方法,abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑,而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑,不是必须实现的。
模板模式的关键是:子类可以置换掉父类的可变部分,但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。
每当定义一个新的子类时,不要按照控制流程的思路去想,而应当按照“责任”的思路去想。换言之,应当考虑哪些操作是必须置换掉的,哪些操作是可以置换掉的,以及哪些操作是不可以置换掉的。使用模板模式可以使这些责任变得清晰。
模板方法模式中的方法
模板方法中的方法可以分为两大类:模板方法和基本方法。
模板方法
一个模板方法是定义在抽象类中的,把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。
一个抽象类可以有任意多个模板方法,而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。
基本方法
基本方法又可以分为三种:抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。
● 抽象方法:一个抽象方法由抽象类声明,由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标示。
● 具体方法:一个具体方法由抽象类声明并实现,而子类并不实现或置换。
● 钩子方法:一个钩子方法由抽象类声明并实现,而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现,作为方法的默认实现。