Template Method-模板方法模式《Head First 设计模式》

本文总结归纳自《Head First 设计模式》第八章-模板方法模式。用于复习。

The Template Method defines the steps of the algorithm and allows subclasses to provide the implementation for one or more steps.

模板方法定义了算法的一些列步骤，并且允许子类实现其中的一步或多步。

问题汇总

定义和作用

使用场景

包含的设计原则

hook的作用

Java API有哪些实际运用？如何体现？

模板方法和策略模式的区别

问题汇总

定义
结构

实例煮咖啡煮茶
父类Beverage

Concrete class具体子类

标准的Template Method
Hook

设计模式The Hollywood Principle
好莱坞原则和依赖倒置原则区别

Java API中模板方法的使用

模板方法和策略模式的区别

定义：

模板方法在method中定义了算法的骨架并将一些步骤推迟到子类中实现。该模式在不改变算法结构的情况下，让子类重新定义了算法中某些步骤的内容。

结构：

Abstract class(父类), 包含template method()和其使用的一系列步骤op1(),op2()…

Concreate class(具体类，子类)，实现步骤中某些步骤op2(),op4()….

实例：煮咖啡，煮茶

咖啡和茶的准备中，都包含下列步骤：1、烧热水，2、将茶叶包放入水中/倒入速溶咖啡，3、倒入茶杯中，4、添加调料(奶泡等等)。这就是整个算法的步骤流程。而step2和step4就是不同具体子类需要实现的内容。

父类：Beverage

prepareReceipe是模板方法，brew和addCondiments需要子类实现的步骤。

public abstract class Beverage {
//templelate method
final void prepareReceipe() {
boilWater();
brew();
pourInCup();
addCondiments();
}
//concrete method
public void boilWater() {
System.out.println("Boling the water");
}
public void pourInCup() {
System.out.println("Pouring into cup");
}
//subclass to implement
public abstract void brew();
public abstract void addCondiments();
}

Concrete class(具体子类)

Tea和Coffee看代码理解。

public class Coffee extends Beverage{
@Override
public void brew() {
System.out.println("brew the coffee");
}
@Override
public void addCondiments() {
System.out.println("add mocha into coffee");
}
}

public class Tea extends Beverage{
@Override
public void brew() {
System.out.println("brew the tea");
}
@Override
public void addCondiments() {
System.out.println("add sth into tea");
}
}

标准的Template Method

绝大部分和实例相似，但是这里添加了一个hook方法。hook的作用是让用户选择性挂载一些方法，hook可以被重写也可以不重写。我们这里就在上例的代码中添加hook

public abstract class AbstractClass {
final public void templateMethod() {
primitiveOperation1();
primitiveOperation2();
concreteOperation();
hook();
}

abstract public void primitiveOperation1();
abstract public void primitiveOperation2();

final public void concreteOperation() {
}

void hook() {};
}

Hook

这里通过hook

customerWantsCondiments

来让用户确定是否添加调料，子类可以重写该方法添加相应的判断，也可以不重写，这就是hook的用途。

将可选的功能设计为hook而不是抽象方法。

public abstract class Beverage {
//templelate method
final void prepareReceipe() {
boilWater();
brew();
pourInCup();
//hook
if(customerWantsCondiments())
{
addCondiments();
}
}
//hook
public boolean customerWantsCondiments() {
return true;
}
....
....
....
}

设计模式：The Hollywood Principle

Don’t call us，we’ll call you.

通过该原则，允许底层的组件可以将自己挂载到系统中，而不是高层组件决定何时用它们。

在设计Template Method时就是告诉subclass，“Don’t call us, we’ll call you”.

Abstract Class来决定何时调用subclass实现的具体步骤，并且将精力集中于抽象部分，而不是具体的子类(Tea、Coffee等等)。

好莱坞原则和依赖倒置原则区别

都是致力于解耦(decouple)

1. 依赖倒置原则：是致力于避免使用具体类，而更多的使用抽象

2. 好莱坞原则：是致力于建立一种框架或组件，以允许底层组件能挂载到系统中，而不用创建底层和高层之间的依赖。

Java API中模板方法的使用

比如数组排序方法

sort

里面只调用了

mergeSort(...)

，mergeSort就可以看做模板方法。里面定义了排序的步骤，使用了compareTo、swap等步骤。

比较鸭子怎么办？Java中无法继承数组，但是设计者提供了接口

Comparable

，实现该接口并且实现

compareTo()

。然后调用数组的sort方法就可以排序一个

Duke

数组。

java.io中，InputStream有read方法，是由子类实现的，而这个方法又会被模板方法read(byte b[], int off, int len)去使用。

Swing中的JFrame也使用了

Tmeplate method

,当你需要绘图的时候，需要继承

JFrame

，然后重写其中的

Paint（）

方法，这个方法就是

hook

方法，通过覆盖该方法可以将自己的代码加入到

JFrame

的算法中。

模板方法和策略模式的区别

Template Method控制算法的框架，而把具体的有区别的步骤交给子类实现。

策略模式放弃控制算法。致力于给用户提供多组可选择的算法。用组合的方式实现。

Template Method有更少的对象，更有效率(一点点)。

策略模式使用组合而更加灵活，而且可以在运行时更改算法。

Template Method依赖父类中实现的方法。

策略模式不依赖任何人，甚至能自己实现一整套算法。