设计模式 - 模版方法

场景

小张的团队最近接受一个需求，实现实现一家咖啡店的冲泡咖啡和茶的冲泡自动化。之前这家咖啡店都是由咖啡师傅手动进行调制咖啡和茶。现在咖啡店需要引入自动化的点单和调制饮料的系统，小张负责实现调制饮料的功能。

咖啡师傅手工冲泡咖啡和茶的流程：

冲泡咖啡：

把水煮沸
用沸水冲泡咖啡
把咖啡倒入杯子
加糖和牛奶

冲泡茶：

把水煮沸
用沸水冲泡茶叶
把茶倒入杯子
加柠檬

小张先简单的想了一下，如果直接实现程序，那么新建调制咖啡和调制茶的对象，在每个对象里面实现上述步骤。这样想了之后小张本想直接实现，但是由于信心不足，找老王帮他code review一下思路。老王说，小张啊，你这实现也可以，不过不够优雅啊，你在仔细看一下上述步骤，有没有发现重复或者共性。

小张听了老王的话，觉得自己的设计应该太粗暴了，按照老王的引导，小张仔细看了上述步骤，发现上述步骤，1和4 是很相像的。4（加糖和牛奶/加柠檬）步骤相当于增加调料本质是相同的。那么他应该封装一下冲泡咖啡/茶的步骤算法。

找出共性进行封装，减少重复代码，使系统达到维护和扩展成本很低的状态。

老王夸奖到，很不错嘛，小张你已经慢慢的了解了面向对象(OOP)及使用设计模式的原因。你可以了解一下模版方法。

模版方法

模版方法实现冲泡咖啡

小张去了解了一下模版方法。针对上述冲泡步骤进行了思考。

应该有一个抽象的对象来描述冲泡饮料这一行为，并且抽象的类实现了具体冲泡对象的共性步骤也就是1.把水煮沸和3.把饮料倒入杯子。有两个具体的子类来具体实现冲泡茶和咖啡。
并且有些客户不需要加调料，那么需要对最后一步进行判断，是否添加调料。

我们来看一下小张的类图：

模版方法：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模版方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中某些步骤。

代码实现

冲泡饮料的抽象类

package xuelongjiang.designpartten.templatemethod;

/**
 *
 * 模板方法
 *
 *
 * @Author xuelongjiang
 */
abstract   public class CaffeineBeverage {

    //算法。 抽象类的算法是final 的不允许被子类修改
     public final  void   prepareRecipe(){

         //算法的具体步骤
         boilWater(); //烧水
         brew();//冲泡
         pourInCup();// 把饮料倒入杯子
         if(hook()){
             addCondiments();// 加调料
         }

    }


   public  abstract  void brew();

   public   abstract  void addCondiments();


    public void boilWater(){

        System.out.println("烧水");
    }


    public  void pourInCup(){
        System.out.println("把饮料倒入杯子");
    }

    /**
     *  钩子，具体实现可以对算法步骤做一些控制
     *
     * @return
     */
    public boolean hook(){
        return true;
    }

}

可以看到我们在冲泡咖啡/茶的抽象类中有一个hook方法，这个方法就是钩子方法。默认返回true，如果冲泡咖啡默认是加调料的那么子类就不用重写hook方法。

咖啡类

package xuelongjiang.designpartten.templatemethod;

/**
 * @Author xuelongjiang
 */
public class Coffee extends  CaffeineBeverage {


    @Override
    public void brew() {
        System.out.println("用沸水冲泡咖啡粉");
    }

    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("加糖和牛奶");
    }

    @Override
    public boolean hook() {
        return super.hook();
    }
}

茶类

package xuelongjiang.designpartten.templatemethod;

/**
 * @Author xuelongjiang
 */
public class Tea extends  CaffeineBeverage {


    @Override
    public void brew() {
        System.out.println("用沸水侵泡茶叶");
    }

    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("加柠檬");
    }


    @Override
    public boolean hook() {
        return super.hook();
    }
}

测试类

package xuelongjiang.designpartten.templatemethod;
/**
 * @Author xuelongjiang
 */
public class TemplateMethodTest {


    public static void main(String[] args) {
        CaffeineBeverage caffeineBeverage = new Tea();
        caffeineBeverage.prepareRecipe();

        System.out.println("-------------------");

        caffeineBeverage = new Coffee();
        caffeineBeverage.prepareRecipe();


    }
}

模版方法和策略模式的对比

模版方法：控制算法内部。
策略模式：不同算法的管理。

还记得我们在策略模式中武器示例吗？拳头，木棍，手枪是实现接口的具体的算法，而不接口的算法内部。

两个模式很相像，但是解决的问题是不同。

要点

好莱坞原则：别调用（打电话给）我们，我们会调用（打电话给）你。（即高层组件对低层组件的方式是：别调用我们，我们会调用你们）。

模版方法定义了算法的步骤，把这些步骤的实现延迟到了子类。
模版方法模式为我们提供了一种代码复用的重要技巧。
模版方法的抽象类可以定义具体方法、抽象方法和钩子。
抽象方法由子类实现。
为了防止子类改变模版方法中的算法，可以将模版方法声明为final
模版方法和策略模式都封装了算法，一个用组合（策略模式），一个用继承（模版方法）。