模板方法设计模式

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模板方法设计模式怎么用？

试想一个业务场景。项目产生了一个代码排序后打印的需求。此需求被交付给了程序员 A 来实现。A 通过分析需求后发现要解决此问题需要 2 个步骤.

排序数组
打印排序后的数组

打印好做，而排序方法和规则较多，就比较麻烦了。于是 A 想到了一个办法，先把打印部分的代码做好，其他的交由其他程序员实现。

java 复制代码

/**
 * 模板方法设计模式
 * 抽象类
 */
public abstract class AbstractSort {


    /**
     * 将数组由大到小排序.
     *
     * @param array
     */
    protected abstract void sort(int[] array);


    /**
     * 打印排序好的数组.
     *
     * @param array
     */
    public final void showSortResult(int[] array) {

        this.sort(array);
        System.out.print("排序结果：");
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.printf("%3s", array[i]);
        }

    }

}

现在，A 已经做好了该需求主要框架部分的代码了。于是 A 通知到程序员 B，希望由 B 来负责实现剩下的逻辑。

java 复制代码

/**
 * 模板方法设计模式
 * 排序具体实现类
 */
public class ConcreteSort extends AbstractSort {

    /**
     * 排序方法
     * 排序数组里每个元素的值.
     *
     * @param array 数组
     */
    @Override
    protected void sort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            selectSort(array, i);
        }
    }

    /**
     * 排序具体算法实现
     * 遍历每个元素,找出相对于当前最小的元素的索引,然后调换互相的位置
     *
     * @param array 数组
     * @param index 索引
     */
    private void selectSort(int[] array, int index) {

        int MinValue = 32767; // 最小值变量
        int indexMin = 0; // 最小值索引变量
        int Temp; // 暂存变量
        for (int i = index; i < array.length; i++) {
            if (array[i] < MinValue) { // 找到最小值
                MinValue = array[i]; // 储存最小值
                indexMin = i;
            }
        }
        Temp = array[index]; // 交换两数值
        array[index] = array[indexMin];
        array[indexMin] = Temp;

    }

}

程序员 B 实现了小->大的排序逻辑，通知到 A 进行测试。

java 复制代码

/**
 * 模板方法设计模式
 * 排序测试
 */
public class Client {
    public static int[] a = {10, 32, 1}; // 预设数据数组

    public static void main(String[] args) {
        AbstractSort s = new ConcreteSort();
        s.showSortResult(a);
    }
}

排序结果： 1，10，32

这就是模板方法模式的主要用法。是不是很好理解？认识了模板方法的用法以后，再认识一下模板方法模式的结构，从理论上巩固一下该章节的知识。

模板方法模式主要包含下面 3 个方法。

模板方法
抽象方法
钩子方法

模板方法

父类中只声明但不加以实现，而是定义好规范，然后由它的子类去实现。

抽象方法

由抽象类声明并加以实现。一般来说，模版方法调用抽象方法来完成主要的逻辑功能，并且，模版方法大多会定义为 final 类型，指明主要的逻辑功能在子类中不能被重写。

钩子方法

由抽象类声明并加以实现。但是子类可以去扩展，子类可以通过扩展钩子方法来影响模版方法的逻辑。

抽象类的任务是搭建逻辑的框架，通常由经验丰富的人员编写，因为抽象类的好坏直接决定了程序是否稳定性。实现类用来实现细节。抽象类中的模版方法正是通过实现类扩展的方法来完成业务逻辑。只要实现类中的扩展方法通过了单元测试，在模版方法正确的前提下，整体功能一般不会出现大的错误。

总结

模板方法模式在项目中会经常运用到，需要熟练掌握。
模板方法模式结构清晰。一般在项目中常常将不易于变化的部分封装为模板方法。而将易于变化的部分定义为抽象方法。
模板方法模式易于扩展。面对新增需求，只需要增加相应的模板抽象方法实现子类就可以了，符合了接口的开闭原则。
在多个子类拥有相同的方法，并且这些方法逻辑相同时，可以考虑使用模版方法模式。在程序的主框架相同，细节不同的场合下，也比较适合使用这种模式。