在閻宏博士的《JAVA與模式》一書中開頭是這樣描述模板方法(Template Method)模式的:
模板方法模式是類的行為模式。准備一個抽象類,將部分邏輯以具體方法以及具體構造函數的形式實現,然後聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法,從而對剩余的邏輯有不同的實現。這就是模板方法模式的用意。
模板方法模式是所有模式中最為常見的幾個模式之一,是基於繼承的代碼復用的基本技術。
模板方法模式需要開發抽象類和具體子類的設計師之間的協作。一個設計師負責給出一個算法的輪廓和骨架,另一些設計師則負責給出這個算法的各個邏輯步驟。代表這些具體邏輯步驟的方法稱做基本方法(primitive method);而將這些基本方法匯總起來的方法叫做模板方法(template method),這個設計模式的名字就是從此而來。
模板方法所代表的行為稱為頂級行為,其邏輯稱為頂級邏輯。模板方法模式的靜態結構圖如下所示:
這裡涉及到兩個角色:
抽象模板(Abstract Template)角色有如下責任:
■ 定義了一個或多個抽象操作,以便讓子類實現。這些抽象操作叫做基本操作,它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
■ 定義並實現了一個模板方法。這個模板方法一般是一個具體方法,它給出了一個頂級邏輯的骨架,而邏輯的組成步驟在相應的抽象操作中,推遲到子類實現。頂級邏輯也有可能調用一些具體方法。
具體模板(Concrete Template)角色又如下責任:
■ 實現父類所定義的一個或多個抽象方法,它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
■ 每一個抽象模板角色都可以有任意多個具體模板角色與之對應,而每一個具體模板角色都可以給出這些抽象方法(也就是頂級邏輯的組成步驟)的不同實現,從而使得頂級邏輯的實現各不相同。
package cn.happy.a; public abstract class Animal { //基本方法聲明(由子類實現) public abstract String info(); //模板方法 public void show(){ //info()調用基本方法 System.out.println(info()+"我是最聰明的動物"); } }
package cn.happy.a; public class Cat extends Animal{ //基本方法的實現 @Override public String info() { return "我是一只貓"; } }
package cn.happy.a; public class Dog extends Animal{ //基本方法的實現 @Override public String info() { return "我是一條狗"; } }
package cn.happy.a; public class Test { public static void main(String[] args) { Animal a1=new Dog(); a1.show(); Animal a2=new Cat(); a2.show(); } }
具體模板角色類,實現了父類所聲明的基本方法,abstractMethod()方法所代表的就是強制子類實現的剩余邏輯,而hookMethod()方法是可選擇實現的邏輯,不是必須實現的。
模板模式的關鍵是:子類可以置換掉父類的可變部分,但是子類卻不可以改變模板方法所代表的頂級邏輯。
每當定義一個新的子類時,不要按照控制流程的思路去想,而應當按照“責任”的思路去想。換言之,應當考慮哪些操作是必須置換掉的,哪些操作是可以置換掉的,以及哪些操作是不可以置換掉的。使用模板模式可以使這些責任變得清晰。
模板方法中的方法可以分為兩大類:模板方法和基本方法。
一個模板方法是定義在抽象類中的,把基本操作方法組合在一起形成一個總算法或一個總行為的方法。
一個抽象類可以有任意多個模板方法,而不限於一個。每一個模板方法都可以調用任意多個具體方法。
基本方法又可以分為三種:抽象方法(Abstract Method)、具體方法(Concrete Method)和鉤子方法(Hook Method)。
● 抽象方法:一個抽象方法由抽象類聲明,由具體子類實現。在Java語言裡抽象方法以abstract關鍵字標示。
● 具體方法:一個具體方法由抽象類聲明並實現,而子類並不實現或置換。
● 鉤子方法:一個鉤子方法由抽象類聲明並實現,而子類會加以擴展。通常抽象類給出的實現是一個空實現,作為方法的默認實現。