设计模式—模板方法

一、模板方法的定义

Template Method Pattern:Definethe skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps tosubclasses.Template Methodletssubclasses redefine certain steps of an algorithmwithoutchanging the algorithm's structure.

定义一个操作中算法的骨架，将一些步骤的执行延迟到子类，模板方法让子类在不改变算法的结构下重新定义一个算法的步骤。

二、模板方法的应用场景

根据模板方法的定义，定义一个操作中的算法的骨架，其实就是在抽象类中定义一个模板方法，该模板方法里面会有一系列的方法的执行步骤，其中有些方法是该抽象类中的方法，它是所有子类公用的方法，有些方法是需要在子类中去实现的方法。因此，模板方法通常使用在，对于不同类型的他们具有相同的执行步骤，并且他们具有部分相同的行为。我们可以将相同的行为提取到抽象父类中去实现，不同的行为留给子类实行，从而实现代码的复用。模板方法是基于继承实现的代码复用技术。下面我们将通过一个例子来理解模板方法的使用。

三、模板方法示例

现在假设我们需要构造一个建造房子的算法。建造一个房子需要包含以下几个步骤：

建地基 、建柱子、砌墙及建窗户。 假设这些步骤的执行顺序不能颠倒，及建地基必须在前其次建柱子，砌墙在建窗户，实际建房子其实也是这个基本步骤来的，那么下面我需要建两种类型的房子，一个是木房，一个是玻璃房。并且建地基和窗户是两种房子的共同的行为。那么下面我们将通过模板方法来实现这个过程。

public abstract class HouseTemplate {

     public final void buildHouse(){
            buildFoundation();
            buildPillars();
            buildWalls();
            buildWindows();
            System.out.println("House is built.");
        }

     private void buildFoundation()
     {
         System.out.println("build foundation");
     }
     private void buildWindows()
     {
         System.out.println("build windows");
     }

     protected abstract void buildPillars();

     protected abstract void buildWalls();





}

public class GlassHouse extends HouseTemplate{

    @Override
    protected void buildPillars() {
        System.out.println("Building Glass Walls");

    }

    @Override
    protected void buildWalls() {
        System.out.println("Building Pillars with glass coating");

    }

}

public class WoodenHouse extends HouseTemplate{

	@Override
	protected void buildPillars() {
		System.out.println("Building Wooden Walls");

	}

	@Override
	protected void buildWalls() {
		System.out.println("Building Pillars with Wood coating");

	}

}

public class HousingClient {

    public static void main(String args[])
    {
         HouseTemplate houseType = new WoodenHouse();

            //using template method
            houseType.buildHouse();
            System.out.println("************");

            houseType = new GlassHouse();

            houseType.buildHouse();
    }

}

程序的输出结果如下：
build foundation
Building Wooden Walls
Building Pillars with Wood coating
build windows
House is built.
************
build foundation
Building Glass Walls
Building Pillars with glass coating
build windows
House is built.

在抽象的父类中我们定义了buildHouse这个模板方法，该模板方法定义了算法的骨架，并将对buildPillars 和buildWalls的执行延迟到子类中执行。并且该模板方法被定义成final的，防止子类覆写来改变父类的行为，从而违反“开闭原则”。

四、模板方法总结

1）模板方法模式是一种类的行为型模式，在它的结构图中只有类之间的继承关系，没有对象关联关系。

 

2）板方法模式是基于继承的代码复用基本技术，模板方法模式的结构和用法也是面向对象设计的核心之一。在模板方法模式中，可以将相同的代码放在父类中，而将不同的方法实现放在不同的子类中。

3）在模板方法模式中，我们需要准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法的形式实现，然后声明一些抽象方法来让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。模板方法模式体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用频率较高的模式。

4）在大多数情况下都是子类调用父类方法，但是在模板方法中时父类调用子类的方法，这通常被称作 Hollywood Principle，—— 不要打电话给我，我将打电话给你。