摘要：模板方法模式定義定義抽象類并且聲明一些抽象基本方法供子類實(shí)現(xiàn)不同邏輯，同時(shí)在抽象類中定義具體方法把抽象基本方法封裝起來(lái)，這就是模板方法模式。

近日，ofo小黃車宣布入駐法國(guó)巴黎，正式進(jìn)入全球第20個(gè)國(guó)家，共享單車已然改變了我們的出行方式。就拿我自己來(lái)說(shuō)，每當(dāng)下班出地鐵的第一件事，以光速鎖定一輛共享單車，百米沖刺的速度搶在別人之前占領(lǐng)它。

而大家都是重復(fù)著同樣的動(dòng)作，拿出手機(jī)開(kāi)鎖、騎車、上鎖、結(jié)算，哇~這是何等壯觀的場(chǎng)景，甚至還有的不用開(kāi)鎖直接把車騎走的，鎖壞了嘛。

為什么要用模板方法模式

現(xiàn)在共享單車以開(kāi)鎖的方式來(lái)分，一般有掃碼開(kāi)鎖和密碼開(kāi)鎖兩種，來(lái)看共享單車使用流程的實(shí)現(xiàn)。

正常的思維邏輯是，抽象一個(gè)父類，子類繼承父類并實(shí)現(xiàn)父類方法。OK，看抽象類代碼：

public abstract class AbstractClass {

// 開(kāi)鎖
public abstract void unlock();
// 騎行
public abstract void ride();
// 上鎖
public abstract void lock();
// 結(jié)算
public abstract void pay();
// 用戶使用
public abstract void use();

}
抽象類定義了我們使用共享單車的幾個(gè)基本流程，現(xiàn)在有兩種不同開(kāi)鎖方式單車的使用，都繼承抽象類，代碼如下：

//
public class ScanBicycle extends AbstractClass {

@Override
public void unlock() {
    System.out.println("掃碼開(kāi)鎖");
}

@Override
public void ride() {
    System.out.println("騎起來(lái)很拉風(fēng)");
}

@Override
public void lock() {
    System.out.println("上鎖");
}

@Override
public void pay() {
    System.out.println("結(jié)算");
}

@Override
public void use() {
    unlock();
    ride();
    lock();
    pay();
}

}
以上是通過(guò)掃碼方式開(kāi)鎖騎行，再來(lái)看密碼開(kāi)鎖騎行，代碼如下：

public class CodeBicycle extends AbstractClass {

@Override
public void unlock() {
    System.out.println("密碼開(kāi)鎖");
}

@Override
public void ride() {
    System.out.println("騎起來(lái)很拉風(fēng)");
}

@Override
public void lock() {
    System.out.println("上鎖");
}

@Override
public void pay() {
    System.out.println("結(jié)算");
}

@Override
public void use() {
    unlock();
    ride();
    lock();
    pay();
}

}
好了，兩種方式都定義好了，看客戶端的調(diào)用：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
    ScanBicycle scanBicycle = new ScanBicycle();
    scanBicycle.use();
    System.out.println("========================");
    CodeBicycle codeBicycle = new CodeBicycle();
    codeBicycle.use();
}

}
結(jié)果如下：

掃碼開(kāi)鎖
騎起來(lái)很拉風(fēng)
上鎖

掃碼開(kāi)鎖
騎起來(lái)很拉風(fēng)
上鎖
結(jié)算
相信都已經(jīng)看出代碼的問(wèn)題，use方法的實(shí)現(xiàn)是一樣的，也就是代碼重復(fù)了，這是病必須得治，藥方就是模板方式模式。

模板方法模式

定義

??定義抽象類并且聲明一些抽象基本方法供子類實(shí)現(xiàn)不同邏輯，同時(shí)在抽象類中定義具體方法把抽象基本方法封裝起來(lái)，這就是模板方法模式。

UML

模板方法模式
模板方法模式涉及到的角色有兩個(gè)角色：

抽象模板角色：定義一組基本方法供子類實(shí)現(xiàn)，定義并實(shí)現(xiàn)組合了基本方法的模板方法。

具體模板角色：實(shí)現(xiàn)抽象模板角色定義的基本方法

模板方法模式還涉及到以下方法的概念：

基本方法

抽象方法：由抽象模板角色聲明，abstract修飾，具體模板角色實(shí)現(xiàn)。

鉤子方法：由抽象模板角色聲明并實(shí)現(xiàn)，具體模板角色可實(shí)現(xiàn)加以擴(kuò)展。

具體方法：由抽象模板角色聲明并實(shí)現(xiàn)，而子類并不實(shí)現(xiàn)。

模板方法

抽象模板角色聲明并實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)對(duì)基本方法的調(diào)度，一般以final修飾，不允許具體模板角色重寫(xiě)。模板方法一般也是一個(gè)具體方法。

模式實(shí)戰(zhàn)

利用模板方式模式對(duì)上面的代碼進(jìn)行重構(gòu)，來(lái)看抽象模板角色，代碼如下：

public abstract class AbstractClass {

protected boolean isNeedUnlock = true;  // 默認(rèn)需要開(kāi)鎖

/**
 * 基本方法，子類需要實(shí)現(xiàn)
 */
protected abstract void unlock();

/**
 * 基本方法，子類需要實(shí)現(xiàn)
 */
protected abstract void ride();

/**
 * 鉤子方法，子類可實(shí)現(xiàn)
 *
 * @param isNeedUnlock
 */
protected void isNeedUnlock(boolean isNeedUnlock) {
    this.isNeedUnlock = isNeedUnlock;
}

/**
 * 模板方法，負(fù)責(zé)調(diào)度基本方法，子類不可實(shí)現(xiàn)
 */
public final void use() {
    if (isNeedUnlock) {
        unlock();
    } else {
        System.out.println("========鎖壞了，不用解鎖========");
    }
    ride();
}

}
抽象模板角色定義了unlock和ride兩個(gè)使用單車的基本方法，還有一個(gè)鉤子方法，用來(lái)控制模板方法邏輯順序，核心是use模板方法，用final修飾，該方法完成對(duì)基本方法調(diào)度。注意，模板方法中對(duì)基本方法的調(diào)度是有順序有規(guī)則的。還有一點(diǎn)，基本方法都是protected修飾的，因?yàn)榛痉椒ǘ际窃谝詐ublic修飾的模板方法中調(diào)用，并且可以由子類實(shí)現(xiàn)，并不需要暴露給其他類調(diào)用。

現(xiàn)在來(lái)看兩個(gè)具體模板角色的實(shí)現(xiàn)：

// 掃碼開(kāi)鎖的單車
public class ScanBicycle extends AbstractClass {

@Override
protected void unlock() {
    System.out.println("========" + "掃碼開(kāi)鎖" + "========");
}

@Override
protected void ride() {
    System.out.println(getClass().getSimpleName() + "騎起來(lái)很拉風(fēng)");
}

protected void isNeedUnlock(boolean isNeedUnlock) {
    this.isNeedUnlock = isNeedUnlock;
}

}

// 密碼開(kāi)鎖的單車
public class CodeBicycle extends AbstractClass {

@Override
protected void unlock() {
    System.out.println("========" + "密碼開(kāi)鎖" + "========");
}

@Override
protected void ride() {
    System.out.println(getClass().getSimpleName() + "騎起來(lái)很拉風(fēng)");
}

protected void isNeedUnlock(boolean isNeedUnlock) {
    this.isNeedUnlock = isNeedUnlock;
}

}
可以看到，相比之前的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在兩個(gè)具體類都不需要實(shí)現(xiàn)use方法，只負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基本方法的邏輯，職責(zé)上變得更加清晰了。來(lái)看用戶如何使用：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
    ScanBicycle scanBicycle = new ScanBicycle();
    scanBicycle.use();
    
    CodeBicycle codeBicycle = new CodeBicycle();
    codeBicycle.use();
}

}
運(yùn)行結(jié)果如下：

========掃碼開(kāi)鎖========
ScanBicycle騎起來(lái)很拉風(fēng)
========密碼開(kāi)鎖========
CodeBicycle騎起來(lái)很拉風(fēng)
當(dāng)我以百米沖刺的速度跑到共享單車面前時(shí)，發(fā)現(xiàn)這輛車的鎖是壞掉的，也就是不用開(kāi)鎖，免費(fèi)的，騎回家收藏也沒(méi)問(wèn)題。在代碼中只要調(diào)用鉤子方法isNeedUnlock就好，實(shí)現(xiàn)如下：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
    ScanBicycle scanBicycle = new ScanBicycle();
    scanBicycle.isNeedUnlock(false);
    scanBicycle.use();

    CodeBicycle codeBicycle = new CodeBicycle();
    codeBicycle.isNeedUnlock(true);
    codeBicycle.use();
}

}
運(yùn)行結(jié)果如下：

========鎖壞了，不用解鎖========
ScanBicycle騎起來(lái)很拉風(fēng)
========密碼開(kāi)鎖========
CodeBicycle騎起來(lái)很拉風(fēng)
上面提到模板方法對(duì)基本方法的調(diào)度是有順序的，也就是說(shuō)模板方法中的邏輯是不可變的，子類只實(shí)現(xiàn)可以被實(shí)現(xiàn)的基本方法，但不會(huì)改變模板方法中的頂級(jí)邏輯。而鉤子方法的使用只是對(duì)模板方法中邏輯的控制，影響的是模板方法的結(jié)果，并不會(huì)改變?cè)羞壿嫛?/p>

模板方法模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1）良好的封裝性。把公有的不變的方法封裝在父類，而子類負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體邏輯。

2）良好的擴(kuò)展性：增加功能由子類實(shí)現(xiàn)基本方法擴(kuò)展，符合單一職責(zé)原則和開(kāi)閉原則。

3）復(fù)用代碼。

缺點(diǎn)

1）由于是通過(guò)繼承實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用來(lái)改變算法，靈活度會(huì)降低。

2）子類的執(zhí)行影響父類的結(jié)果，增加代碼閱讀難度。

總結(jié)

模板方法模式看上去簡(jiǎn)單，但是整個(gè)模式涉及到的都是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的核心，比如繼承封裝，基于繼承的代碼復(fù)用，方法的實(shí)現(xiàn)等等。當(dāng)中還有涉及到一些關(guān)鍵詞的使用，也是我們Java編程中需要掌握的基礎(chǔ)。總體來(lái)說(shuō)，模板方法模式是很好的學(xué)習(xí)對(duì)象。下一篇是中介者模式，您的點(diǎn)贊和關(guān)注是我的動(dòng)力，再會(huì)！

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