模板方法模式

1.模板方法模式介紹

在面向对象开发过程中，通常会遇到这样的一个问题，我们知道一个算法所需要的关键步骤，并且确定了这些步骤的执行顺序，但是，某些步骤的具体实现是未知的，或者说某些步骤地实现是会随着环境的变化而改变的，例如，执行程序的流程大致如下：

检查代码的正确性；
链接相关的类库；
编译相关代码；
执行程序；

对于不同的程序设计语言，上述4个步骤都是不一样的，但是，他们的执行流程是固定的，这类问题的解决方案就是模板方法模式。

2.模板方法模式的定义

定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中，使得自雷可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的步骤。

3.模板方法模式的使用场景

多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同时；
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，模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过构子函数约束其行为。

4.模板方法的UML类图

模板方法模式

角色介绍：

AbsTemplate:抽象类，定义一套算法框架。
ConcreteImplA:具体实现类A。
ConcreteImplB:具体实现类B。

5.模板方法模式简单实现示例

模板方法实际上是封装一个固定流程，就像是一套执行模板一样，第一步该做什么，第二步该做什么都已经在抽象类重定义好了，而子类可以有不同的算法实现，在框架不被修改的情况下实现某些步骤的算法替换，下面以打开计算机这个动作简单演示一下模板方法。打开计算机的整个过程都是固定的，首先启动计算机电源，计算机检查自身状态没有问题时将进入操作系统，对用户进行验证之后即可登录计算机，下面我们使用模板方法来模拟一下这个过程：

package templatemethod;

public abstract class AbstractComputer {
	protected void powerOn() {
		System.out.println("开启电源");
	}

	protected void checkHardware() {
		System.out.println("硬件检查");
	}

	protected void loadOS() {
		System.out.println("载入操作系统");
	}

	protected void login() {
		System.out.println("小白的计算机无验证，直接进入系统");
	}

	/*
	 * 启动计算机方法，步骤固定未开启电源、系统检查、加载操作系统、用户登录。该方法为final， 防止算法框架被复写
	 */
	public final void startUp() {
		System.out.println("-----开机 START-------");
		powerOn();
		checkHardware();
		loadOS();
		login();
		System.out.println("----开机END------");
	}
}

package templatemethod;

public class CoderComputer extends AbstractComputer {
 
	@Override
	protected void login() {
		System.out.println("程序员只需要进行用户和密码验证就可以了");
	}
	
}

package templatemethod;

public class MilitartComputer extends AbstractComputer {
 
	@Override
	protected void checkHardware() {
		super.checkHardware();
		System.out.println("检查硬件防火墙");
	}
 

	@Override
	protected void login() {
		System.out.println("进行指纹识别等浮渣的用户验证");
	}

}

package templatemethod;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
         AbstractComputer computer=new CoderComputer();
         computer.startUp();
         computer=new MilitartComputer();
         computer.startUp();
	}
}

输出结果如下：

-----开机 START-------
开启电源
硬件检查
载入操作系统
程序员只需要进行用户和密码验证就可以了
----开机END------
-----开机 START-------
开启电源
硬件检查
检查硬件防火墙
载入操作系统
进行指纹识别等浮渣的用户验证
----开机END------

通过上面的例子可以看出，在startUp方法中有一些固定的步骤，依次为开启电源、检查硬件、加载系统、用户登录4个步骤，这4个步骤是计算机开机过程中不会变动，如图模板方法模式

但是，不同用户的这几个步骤的实现可能各不相同，因此，子类需要覆写相应的方法来进行自定义处理，这里需要注意的是startUp为final方法，这样就保证了逻辑流程不能被子类修改，子类只能够改变某一步中具体实现，这样就保证了这个逻辑流程的稳定性。startUp中这几个算法步骤我们可以称为一个套路，也称为模板方法，这也是模板方法的由来。。

《Android源码设计模式解析与实战》第15章

源码链接

1.模板方法模式介紹

2.模板方法模式的定义

3.模板方法模式的使用场景

4.模板方法的UML类图

5.模板方法模式简单实现示例

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