对模板方法模式的理解

- 一、场景
- - 1、题目【[来源](https://kamacoder.com/problempage.php?pid=1087)】
  - - [1.1 题目描述](#1.1 题目描述)
    - [1.2 输入描述](#1.2 输入描述)
    - [1.3 输出描述](#1.3 输出描述)
    - [1.4 输入示例](#1.4 输入示例)
    - [1.5 输出示例](#1.5 输出示例)
- 二、不采用模板方法模式
- - 1、代码
  - 2、问题
- 三、采用模板方法模式
- - 1、代码
- 四、总结

一、场景

1、题目【来源】

1.1 题目描述

小明喜欢品尝不同类型的咖啡，她发现每种咖啡的制作过程有一些相同的步骤，他决定设计一个简单的咖啡制作系统，使用模板方法模式定义咖啡的制作过程。系统支持两种咖啡类型：美式咖啡（American Coffee）和拿铁（Latte）。

咖啡制作过程包括以下步骤：

研磨咖啡豆 Grinding coffee beans
冲泡咖啡 Brewing coffee
添加调料 Adding condiments

其中，美式咖啡和拿铁的调料添加方式略有不同, 拿铁在添加调料时需要添加牛奶Adding milk

1.2 输入描述

多行输入，每行包含一个数字，表示咖啡的选择（1 表示美式咖啡，2 表示拿铁）。

1.3 输出描述

根据每行输入，输出制作咖啡的过程，包括咖啡类型和各个制作步骤，末尾有一个空行。

1.4 输入示例

复制代码

1
2

1.5 输出示例

复制代码

Making American Coffee:
Grinding coffee beans
Brewing coffee
Adding condiments

Making Latte:
Grinding coffee beans
Brewing coffee
Adding milk
Adding condiments

二、不采用模板方法模式

1、代码

java 复制代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (scanner.hasNextInt()) {
            int n = scanner.nextInt();

            if (n == 1) {
                System.out.println("Making American Coffee:");
                System.out.println("Grinding coffee beans");
                System.out.println("Brewing coffee");
                System.out.println("Adding condiments");


            } else if (n == 2) {
                System.out.println("Making Latte:");
                System.out.println("Grinding coffee beans");
                System.out.println("Brewing coffee");
                System.out.println("Adding milk");
                System.out.println("Adding condiments");

            } else {
                throw new RuntimeException("must be 1 or 2");
            }

            System.out.println();

        }
    }
}

2、问题

虽然是制作不同的咖啡，但制作过程中，有些步骤是一样的。因此，可以复用这些步骤，减少代码冗余。
咖啡是抽象的，但美式咖啡、拿铁是具体的。很容易想到"抽象类-实现子类"这样的代码结构。在抽象类中规范步骤，子类去覆写细节。

三、采用模板方法模式

1、代码

模板

java 复制代码

public interface Coffee {
    CoffeeEnum gotCoffeeEnum();
    void create();
}

public abstract class AbstractCoffee implements Coffee {
    @Override
    public final void create() {
        System.out.printf("Making %s:%n", gotCoffeeEnum().getDesc());
        System.out.println("Grinding coffee beans");
        System.out.println("Brewing coffee");
        addCondiments();
    }

    protected void addCondiments() {
        System.out.println("Adding condiments");
    }
}

实现类

java 复制代码

@Getter
@AllArgsConstructor
public enum CoffeeEnum {
    AMERICAN_COFFEE("American Coffee", 1),
    LATTE("Latte", 2)
    ;

    private final String desc;
    private final int code;

    public static CoffeeEnum getCoffeeEnum(int code) {
        for (CoffeeEnum coffeeEnum : CoffeeEnum.values()) {
            if (coffeeEnum.getCode() == code) {
                return coffeeEnum;
            }
        }
        return null;
    }
}

public class AmericanCoffee extends AbstractCoffee {
    @Override
    public CoffeeEnum gotCoffeeEnum() {
        return CoffeeEnum.AMERICAN_COFFEE;
    }
}


public class LatteCoffee extends AbstractCoffee {
    @Override
    public CoffeeEnum gotCoffeeEnum() {
        return CoffeeEnum.LATTE;
    }

    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("Adding milk");
        System.out.println("Adding condiments");
    }
}

外观模式，对各种Coffee的实现类进行封装：

java 复制代码

public class CoffeeFacade {
    private List<Coffee> coffees;

    public CoffeeFacade() {
        this.coffees = new ArrayList<>();
        this.coffees.add(new AmericanCoffee());
        this.coffees.add(new LatteCoffee());
    }

    public void makeCoffee(int code) {
        coffees.stream()
                .filter(coffee -> coffee.gotCoffeeEnum().getCode() == code)
                .findFirst()
                .ifPresent(Coffee::create);
    }
}

客户端：

java 复制代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        CoffeeFacade coffeeFacade = new CoffeeFacade();

        while (scanner.hasNextInt()) {
            int n = scanner.nextInt();
            coffeeFacade.makeCoffee(n);
            System.out.println();
        }

    }
}

四、总结

在企业开发中，模板方法模式还是很常见的。通过分析需求，发现类与类的关系呈现下图所示，就可以在抽象类中定义通用步骤（模板），子类去覆写具体细节即可。
当然了，模板方法模式也存在一个明显的弊端：一旦某个实现类不适用当前模板了，不得不去修改抽象类的通用步骤时，便会影响现有实现类（复用的代价）。
比较好的做法是，定义通用步骤时，步骤要足够抽象，而不能太具体太细了，这样可以给子类足够的灵活性。

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