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《JAVA与模式》系列十七:模板方法模式

来源:csdn 作者:特种兵—AK47 发表于:2012-08-22 09:55  点击:
模板方法模式的结构 模板方法模式是所有模式中最为常见的几个模式之一,是基于继承的代码复用的基本技术。 模板方法模式需要开发抽象类和具体子类的设计师之间的协作。一个设计师负责给出一个算法的轮廓和骨架,另一些设计师则负责给出这个算法的各个逻辑步

模板方法模式的结构

  模板方法模式是所有模式中最为常见的几个模式之一,是基于继承的代码复用的基本技术。
   模板方法模式需要开发抽象类和具体子类的设计师之间的协作。一个设计师负责给出一个算法的轮廓和骨架,另一些设计师则负责给出这个算法的各个逻辑步骤。 代表这些具体逻辑步骤的方法称做基本方法(primitive method);而将这些基本方法汇总起来的方法叫做模板方法(template method),这个设计模式的名字就是从此而来。
  模板方法所代表的行为称为顶级行为,其逻辑称为顶级逻辑。模板方法模式的静态结构图如下所示:
  这里涉及到两个角色:
  抽象模板(Abstract Template)角色有如下责任:
  ■  定义了一个或多个抽象操作,以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
  ■  定义并实现了一个模板方法。这个模板方法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。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。
  具体模板(Concrete Template)角色又如下责任:
  ■  实现父类所定义的一个或多个抽象方法,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
  ■  每一个抽象模板角色都可以有任意多个具体模板角色与之对应,而每一个具体模板角色都可以给出这些抽象方法(也就是顶级逻辑的组成步骤)的不同实现,从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

  源代码

  抽象模板角色类,abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤,这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。
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package com.bankht.Template;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-6-28 上午10:30:37 
 *  
 * @类说明 :抽象模板角色类,abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤, 
 *            这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。 
 */
public abstract class AbstractTemplate {  
    /** 
     * 模板方法 
     */
    public void templateMethod() {  
        // 调用基本方法  
        abstractMethod();  
        hookMethod();  
        concreteMethod();  
    }  
      
    /** 
     * 基本方法的声明(由子类实现)必须由子类置换 
     */
    protected abstract void abstractMethod();  
      
    /** 
     * 基本方法(空方法)可以由子类置换 
     */
    protected void hookMethod() {  
    }  
    /** 
     * 基本方法(已经实现)子类不可以动 
     */
    private final void concreteMethod() {  
        // 业务相关的代码  
    }  
}
 
 具体模板角色类,实现了父类所声明的基本方法,abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑,而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑,不是必须实现的。
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package com.bankht.Template;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-6-28 上午10:37:45 
 *  
 * @类说明 :具体模板角色类,实现了父类所声明的基本方法,// 
 *      abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑,// 
 *      而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑,不是必须实现的。 
 */
public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate {  
    // 基本方法的实现  
    @Override
    public void abstractMethod() {  
        // 业务相关的代码  
    }  
      
    // 重写父类的方法  
    @Override
    public void hookMethod() {  
        // 业务相关的代码  
    }  
}
 
模板模式的关键是:子类可以置换掉父类的可变部分,但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。
  每当定义一个新的子类时,不要按照控制流程的思路去想,而应当按照“责任”的思路去想。换言之,应当考虑哪些操作是必须置换掉的,哪些操作是可以置换掉的,以及哪些操作是不可以置换掉的。使用模板模式可以使这些责任变得清晰。

模板方法模式中的方法

  模板方法中的方法可以分为两大类:模板方法和基本方法。

  模板方法

  一个模板方法是定义在抽象类中的,把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。
  一个抽象类可以有任意多个模板方法,而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。

  基本方法

  基本方法又可以分为三种:抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。
  ●  抽象方法:一个抽象方法由抽象类声明,由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标示。
  ●  具体方法:一个具体方法由抽象类声明并实现,而子类并不实现或置换。
  ●  钩子方法:一个钩子方法由抽象类声明并实现,而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现,作为方法的默认实现。
   在上面的例子中,AbstractTemplate是一个抽象类,它带有三个方法。其中abstractMethod()是一个抽象方法,它由抽象类声 明为抽象方法,并由子类实现;hookMethod()是一个钩子方法,它由抽象类声明并提供默认实现,并且由子类置换掉。 concreteMethod()是一个具体方法,它由抽象类声明并实现。

  默认钩子方法

  一个钩子方法常常由抽象 类给出一个空实现作为此方法的默认实现。这种空的钩子方法叫做“Do Nothing Hook”。显然,这种默认钩子方法在缺省适配模式里面已经见过了,一个缺省适配模式讲的是一个类为一个接口提供一个默认的空实现,从而使得缺省适配类的 子类不必像实现接口那样必须给出所有方法的实现,因为通常一个具体类并不需要所有的方法。

  命名规则

  命名规则是设计师之间赖以沟通的管道之一,使用恰当的命名规则可以帮助不同设计师之间的沟通。
  钩子方法的名字应当以do开始,这是熟悉设计模式的Java开发人员的标准做法。在上面的例子中,钩子方法hookMethod()应当以do开头;在HttpServlet类中,也遵从这一命名规则,如doGet()、doPost()等方法。

使用场景
   考虑一个计算存款利息的例子。假设系统需要支持两种存款账号,即货币市场(Money Market)账号和定期存款(Certificate of Deposite)账号。这两种账号的存款利息是不同的,因此,在计算一个存户的存款利息额时,必须区分两种不同的账号类型。
  这个系统的总行为应当是计算出利息,这也就决定了作为一个模板方法模式的顶级逻辑应当是利息计算。由于利息计算涉及到两个步骤:一个基本方法给出账号种类,另一个基本方法给出利息百分比。这两个基本方法构成具体逻辑,因为账号的类型不同,所以具体逻辑会有所不同。

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