模板方法设计模式

目录

1.模板方法设计模式

2.模板方法分类

3.模板方法模式的优缺点

4.模板方法模式的使用场景

5.模版示例

6.Android源码示例

文｜莫若吻

1.模板方法设计模式

模板方法模式（Template Method Design Pattern）是基于继承的代码复用的基本技术。

模板方法模式属于23种Java设计模式中的行为模式。

什么是模版方法呢？

在定义功能时，功能的一部分是确定的，但是有一部分是不确定，而确定的部分在使用不确定的部分时就将不确定的部分暴露出去。由该类的子类去完成。

理解：模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使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。

模板模式的关键是：子类可以置换掉父类的可变部分，但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。

总结：用四个字概括：流程封装。也就是把某个固定的流程封装到一个final函数中，并且让子类能够定制这个流程中的某些或者所有步骤，这要求父类提供共用的代码，提升代码的复用率，同时也带来更好的扩展性。

为防止描述顶层逻辑的方法被复写、篡改，该方法需要使用final修饰。

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。

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。

2.模板方法分类

模板方法中的方法可以分为两大类：模板方法和基本方法。

模板方法：

一个模板方法是定义在抽象类中的，把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。

一个抽象类可以有任意多个模板方法，而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。

基本方法：

　抽象方法：一个抽象方法由抽象类声明，由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标识。

　具体方法：一个具体方法由抽象类声明并实现，而子类并不实现或置换。

　钩子方法：一个钩子方法由抽象类声明并实现，而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现，作为方法的默认实现。

Note：钩子方法的名字应当以do开始，这是熟悉设计模式的Java开发人员的标准做法。

3.模板方法模式的优缺点

模板方法模式的优点：

1）封装不变部分，扩展可变部分。

把认为是不变的部分的算法封装到父类实现，而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。

2）提供公共部分代码，便于维护。

3）行为由父类控制，子类实现。

基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展的方式增加相应的，符合开闭原则。

模板方法模式的缺点：

会带来代码阅读的难度，会让用户觉得难以理解。

按照我们的设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事情属性和方法，实现类完成具体的事物属性和方法。但是模板方法模式却颠倒了，抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现，子类执行结果影响了父类的结果，也就是子类对父类产生了影响，这在复杂的项目中，会带来代码阅读的难度，而且也会让新手产生不适感。

4.模板方法模式的使用场景

1）多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时。

2）重要、复杂的算法，可以核心算法设计为模板算法，周边的相关细节功能则由各个子类实现。

3）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，然后通过钩子函数约束其行为。

5.模版示例

问题：获取一段程序运行的时间。

思路：

1） 原理：获取程序开始和结束的时间并相减即可。

2）获取时间：System.currentTimeMillis();

3）使用模板方法

代码如下：

abstract class GetTime
{
  //模板方法注重的这种模板思想，并没有固定唯一不变的格式。
  public final void getTime()  //禁止子类进行复写的方法
  //此处  public final void 可省略，但最好写上
  {
    long start = System.currentTimeMillis();//获取当前系统时间
    runcode();   //此时运行子类的复写方法
    long end = System.currentTimeMillis();//获取（程序运行后的）系统时间
    System.out.println("毫秒："+(end-start));
  }
  public abstract void runcode(); //此方法不一定是抽象的，是具体情况而定
  //此处  public abstract void 可省略，但最好写上
}
class SubTime extends GetTime
{
  public void runcode()
  {
    for(int x=0; x<4000; x++)
    {
      System.out.print(x);
    }
  }
}
class  TemplateDemo
{
  public static void main(String[] args) 
  {
    //声明并创建类对象
    SubTime gt = new SubTime();
    gt.getTime();
  }
}

6.Android源码示例

1）使用AsyncTask时，执行execute（）方法，会依次执行onPreExecute（）、onInBackground()、onPostExecute（）等方法。这是一个模版方法的典型案例

2）Activity的生命周期也是一个非常好的模版方法。