模板方法模式(Template)

1.简述

模板模式：定义一个操作中的算法的骨架，而将步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义算法的某些特定步骤。

2.角色

角色1：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。

角色2：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。

3.类图

4.举例说明

比如我们做菜可以分为三个步骤：（1）备料（2）具体做菜（3）盛菜端给客人享用，这三步就是算法的骨架；然而做不同菜需要的料，做的方法，以及如何盛装给客人享用都是不同的这个就是不同的实现细节。

1).先写一个做菜的抽象父类

public abstract class DodishTemplate {    
    /**
     * 具体的整个过程
     */
    protected void dodish(){
        this.preparation();
        this.doing();
        this.carriedDishes();
    }
    /**
     * 备料
     */
    public abstract void preparation();
    /**
     * 做菜
     */
    public abstract void doing();
    /**
     * 上菜
     */
    public abstract void carriedDishes ();
}

2).接下来做两个番茄炒蛋（EggsWithTomato）和红烧肉（Bouilli）实现父类中的抽象方法

/**
* 西红柿炒蛋
*/
public class EggsWithTomato extends DodishTemplate {

	@Override
	public void preparation() {
		System.out.println("洗并切西红柿，打鸡蛋。");
	}

	@Override
	public void doing() {
		System.out.println("鸡蛋倒入锅里，然后倒入西红柿一起炒。");
	}

	@Override
	public void carriedDishes() {
		System.out.println("将炒好的西红寺鸡蛋装入碟子里，端给客人吃。");
	}

}

/**
* 红烧肉
*/
public class Bouilli extends DodishTemplate {

	@Override
	public void preparation() {
		System.out.println("切猪肉和土豆。");
	}

	@Override
	public void doing() {
		System.out.println("将切好的猪肉倒入锅中炒一会然后倒入土豆连炒带炖。");
	}

	@Override
	public void carriedDishes() {
		System.out.println("将做好的红烧肉盛进碗里端给客人吃。");
	}

}

3).最后写客户端类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        DodishTemplate eggsWithTomato = new EggsWithTomato();
        eggsWithTomato.dodish();
        
        System.out.println("============================================");
        
        DodishTemplate bouilli = new Bouilli();
        bouilli.dodish();
    }
}

5.模板方法的优点

在父类中形式化地定义一个算法，而由它的子类来实现细节的处理，在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。
模板方法模式是一种代码复用技术，它在类库设计中尤为重要，它提取了类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类来实现不同的行为，它鼓励我们恰当使用继承来实现代码复用。
可实现一种反向控制结构，通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。
在模板方法模式中可以通过子类来覆盖父类的基本方法，不同的子类可以提供基本方法的不同实现，更换和增加新的子类很方便，符合单一职责原则和开闭原则。

6.模板方法的缺点

需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类，如果父类中可变的基本方法太多，将会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，此时，可结合桥接模式来进行设计。桥接模式将在后面与大家一起学习。

7.模板方法适用场景

对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。即：一次性实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类来实现。
各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行，实现子类对父类的反向控制。
在某些类的算法中，用了相同的方法，造成代码的重复。
控制子类扩展，子类必须遵守算法规则。