深入理解Java设计模式之模板方法模式

一、什么是模板方法模式

模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤的实现延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中某些步骤的具体实现。

看到“设计模式”这四个字我们往往会觉得高深莫测，但是模板方法模式却是一个例外，你要关注的就是一个方法而已。

模板方法模式确实非常简单，仅仅使用继承机制，但是它是一个应用非常广泛的模式。

二、模板方法模式的使用场景

当系统中算法的骨架是固定的时候，而算法的实现可能有很多种的时候，就需要使用模板方法模式。

• 多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同
• 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则由各个子类实现
• 重构时，模板方法是一个经常使用的方法，把相同的代码抽取到父类中，然后通过构造函数约束其行为。

举例：需要做一个报表打印程序，用户规定需要表头，正文，表尾。但是客户的需求会变化，一会希望这样显示表头，一会希望那样显示。

这时候采用模板方式就合适。

三、模板方法模式的优缺点

优点：

封装不变部分，扩展可变部分。把认为不变部分的算法封装到父类中实现，而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。提取公共部分代码，便于维护。行为由父类控制，子类实现

缺点：

算法骨架需要改变时需要修改抽象类。

按照设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类负责完成具体的事务属性和方法，但是模板方式正好相反，子类执行的结果影响了父类的结果，会增加代码阅读的难度。

四、模板方法模式的实现

AbstractClass类---抽象模板类，定义并实现了一个模板方法。

这个模板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。
顶级逻辑也有可以调用具体的方法

abstract class AbstractClass
{
    //一些抽象行为放到子类去实现
    public abstract void PrivateOperation1();
    public abstract void PrivateOperation2();
     //模板方法，给出了逻辑的骨架，而逻辑的组成是一些相应的抽象操作，它们都推迟到子类实现
    public void TemplateMethod()
    {
        PrivateOperation1();
        PrivateOperation2();
        Console.WriteLine("");
    }
}

ConcreteClass类，实现父类所定义的一个或者多个抽象方法。

每一个AbstractClass都可以有任意多个ConcreteClass与之对应，而每一个ConcreteClass都可以给出这些抽象方法的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

class ConcreteClassA : AbstractClass
{
    public override void PrivateOperation1()
    {
        Console.WriteLine("具体类A方法1实现");
    }
     public override void PrivateOperation2()
    {
        Console.WriteLine("具体类A方法2实现");
    }
}
class ConcreteClassB : AbstractClass
{
    public override void PrivateOperation1()
    {
        Console.WriteLine("具体类B方法1实现");
    }
     public override void PrivateOperation2()
    {
        Console.WriteLine("具体类B方法2实现");
    }
}

客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    AbstractClass c;
    c = new ConcreteClassA();
    c.TemplateMethod();
     c = new ConcreteClassB();
    c.TemplateMethod();
     Console.Read();
}

五、总结

重复=易错+难改，模板方法模式是通过父类建立框架，子类在重写了父类部分方法之后，在调用从父类继承的方法，产生不同的效果，通过修改子类，影响父类行为的结果，模板方法在一些开源框架中应用非常多，它提供了一个抽象类，然后开源框架写了一堆子类，如果需要扩展功能，可以继承此抽象类，然后覆写protected基本方法，然后在调用一个类似TemplateMethod()的模板方法，完成扩展开发。

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