Java中的模板模式

原文链接 作者：Pankaj Kumar   译者：f0tlo <1357654289@qq.com>

模板模式是一种行为设计模式，它的实现思路是，创建一个桩方法，并且定义一些步骤让子类来实现。模板方法定义了一个算法的执行步骤，或者说能够提供一种默认的实现，这种实现概括一部分子类或者全部子类的共同部分。

举一个例子帮助理解，假设提供一种造房子的算法。算法的步骤就是模拟造房子的过程：建地基、建支撑，最后添加墙和窗户 – 1. Fundation,2. Pillars,3. Walls,4. Windows。最重要的一点就是不能改变此建造过程，比如不可能在没用地基的时候就开始建造窗户。这个例子中，我们就创建了一个模板方法 – 将使用不同的方法完成对房子的建造。

为了确保子类不能重写(override)这个模板方法，应当使用final。

模板方法抽象类

因为设计为一些方法的具体实现留待子类中，所以不得不安排基类为一个抽象类

HouseTemple.java

package com.journaldev.design.template;

public abstract class HouseTemplate {

//template method, final so subclasses can't override
public final void buildHouse(){
buildFoundation();
buildPillars();
buildWalls();
buildWindows();
System.out.println("House is built.");
}

//default implementation
private void buildWindows() {
System.out.println("Building Glass Windows");
}

//methods to be implemented by subclasses
public abstract void buildWalls();
public abstract void buildPillars();

private void buildFoundation() {
System.out.println("Building foundation with cement,iron rods and sand");
}
}

buildHouse()是模板方法并定义了在建造房子过程中一系列方法的执行顺序。

WoodenHouse.java

package com.journaldev.design.template;

public class WoodenHouse extends HouseTemplate {

@Override
public void buildWalls() {
System.out.println("Building Wooden Walls");
}

@Override
public void buildPillars() {
System.out.println("Building Pillars with Wood coating");
}
}

此处也应当对其他方法进行重写，但是为了简便，此处没用完成。

GlassHouse.java

package com.journaldev.design.template;</code>

public class GlassHouse extends HouseTemplate {

@Override
public void buildWalls() {
System.out.println("Building Glass Walls");
}

@Override
public void buildPillars() {
System.out.println("Building Pillars with glass coating");
}

}

使用模板方法

用一个测试程序来测试此处已完成的模板方法。

HouseClient.java

package com.journaldev.design.template;

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();
}

}

注意，client正在调用基类的模板方法并且依赖于不同步骤的实现细节，即这些正在使用的方法，他们一些来着基类另一些来自子类。上述程序的输出：

Building foundation with cement,iron rods and sand
Building Pillars with Wood coating
Building Wooden Walls
Building Glass Windows
House is built.
************
Building foundation with cement,iron rods and sand
Building Pillars with glass coating
Building Glass Walls
Building Glass Windows
House is built.

模板方法的UML图

JDK中模板方法模式的使用

• 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。

重要提示

• 模板方法应该是由确定的步骤组成。这些步骤的顺序是固定的。基类与子类之间某些方法或者实现可以有所不同。模板方法应该是final的。
• 大多时候，子类的调用的方法是来自于超类。但是在模板模式中，超类的模板方法调用的方法却来至于子类，这就是著名的Hollywood原则-“don’t call us, we’ll call you”。
• 基类方法的默认实现被退化为钩子Hooks的概念，他们被设计在子类中被重写，如果你期望一些方法在子类中不被重写，你可以让他们为final。比如在例子中buildFoundation()方法是final的，因为不希望它在子类中被重写。

这就在java中全部的模板方法模式实现，希望你已经喜欢上它了。