一、什么是模板
模板的原意是指带有镂空文字的薄薄的塑料板。只要用笔在模板的镂空处进行临摹，即使是手写也能写出整齐的文字。虽然只要看到这些镂空的洞，我们就可以知道能写出哪些文字，但是具体写出的文字是什么感觉则依赖于所用的笔。如果使用签字笔来临摹，则可以写出签字似的文字；如果使用彩笔临摹，则可以写出彩字。但是无论使用什么笔，文字的形状都会与模板上镂空处的形状一致。
二、什么是Template Method模式
模板方法（Template Method）的定义如下：
Define the skeleton of an alogorithm in an operation,deferring some steps to subclasses.Template Method lets subclass redefine certain steps of an algorithm wirhout 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（Template Method）模式就是带有模板功能的模式，组成模板的方法被定义在父类中。通常这些方法被定义为抽象方法，在父类中有一个final修饰的具体模板方法，在这个模板方法中组织指调用这些抽象方法。像这样在父类中定义处理流程框架，在子类中实现具体处理的模式就称为Template Method模式。
三、示例程序
我们实现一个测试各种汽车的简易系统
- 模板类
/**
- 模板类，该类一般被abstract修饰。该类实现了汽车类的模板。
*/
public abstract class CarModel{
/**
* 汽车的启动方法
*/
protected abstract void start();
/**
* 不仅能启动，也能停止
*/
protected abstract void stop();
/**
* 喇叭也会出声
*/
protected abstract void alarm();
/**
* 模板测试方法,规定了测试流程，但是流程类具体实现由子类决定
*/
public final void test(){
System.out.println("===========测试人员进场=============");
//首先测试启动是否正常
start();
//再测试喇叭的质量
alarm();
//制动距离也非常重要
stop();
System.out.println("==============测试结束=============");
}
}
- 悍马汽车
/**
- 具体实现类，悍马汽车的测试类
*/
public class Hummer{
/**
* 悍马的启动方法
*/
@Override
protected void start(){
System.out.println("我是悍马汽车的启动方法");
}
/**
* 悍马的停止方法
*/
@Override
protected void stop(){
System.out.println("我是悍马汽车的停止方法");
}
/**
* 悍马的喇叭也是不错的
*/
@Override
protected void alarm(){
System.out.println("我是悍马汽车的鸣笛方法");
}
}
- 宝马汽车
/**
- 具体实现类，宝马汽车的测试类
*/
public class BMW{
/**
* 宝马的启动方法
*/
@Override
protected void start(){
System.out.println("我是宝马汽车的启动方法");
}
/**
* 宝马的停止方法
*/
@Override
protected void stop(){
System.out.println("我是宝马汽车的停止方法");
}
/**
* 宝马的喇叭也是不错的
*/
@Override
protected void alarm(){
System.out.println("我是宝马汽车的鸣笛方法");
}
}
- 测试场
public class TestFactory(){
public static void main(String[] args) {
CarModel hummer = new Hummer();
CarModel bmw = new BMW();
hummer.test();
bmw.test();
}
}
- 输出结果
===========测试人员进场=============
我是悍马汽车的启动方法
我是悍马汽车的鸣笛方法
我是悍马汽车的停止方法
==============测试结束==============
===========测试人员进场=============
我是宝马汽车的启动方法
我是宝马汽车的鸣笛方法
我是宝马汽车的停止方法
==============测试结束==============
四、总结
-
模板方法模式的通用类图如图所示
-
模板方法模式非常简单，仅仅使用了Java的继承机制，但他是一个应用非常广泛的模式。其中，AbstractClass叫做抽象模板，他的方法分为两类：
[ 基本方法]：
基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法中被调用。
[模板方法]：
可以由一个或多个，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，完成固定的逻辑。
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。 -
模板方法的优点
- 封装不变部分，扩展可变部分
- 提取公共部分代码，便于维护
- 行为有父类控制，子类实现
-
模板方法的使用场景
- 多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时
- 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则有各个子类实现。
- 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，约束其行为。
五、JDK源码中的模板方法模式
- java.io.InputStream, java.io.OutputStream, java.io.Reader 以及 java.io.Writer 中所有非抽象方法。
- java.util.AbstractList, java.util.AbstractSet 以及 java.util.AbstractMap中所有非抽象方法。
参考书籍
设计模式之禅 秦小波 著
图解设计模式 【日】结城浩 著 杨文轩译
