Java設(shè)計(jì)模式之模板方法模式

Java設(shè)計(jì)模式之模板方法模式一、引子

這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的模式，卻被非常廣泛的使用。之所以簡(jiǎn)單是因?yàn)樵谶@個(gè)模式中僅僅使用到了繼承關(guān)系。

繼承關(guān)系由于自身的缺陷，被專家們扣上了"罪惡"的帽子。"使用委派關(guān)系代替繼承關(guān)系"，"盡量使用接口實(shí)現(xiàn)而不是抽象類繼承"等等專家警告，讓我們這些菜鳥對(duì)繼承"另眼相看"。

其實(shí)，繼承還是有很多自身的優(yōu)點(diǎn)所在。只是被大家濫用的似乎缺點(diǎn)更加明顯了。合理的利用繼承關(guān)系，還是能對(duì)你的系統(tǒng)設(shè)計(jì)起到很好的作用的。而模板方法模式就是其中的一個(gè)使用范例。

二、定義與結(jié)構(gòu)

GOF給模板方法(TemplateMethod)模式定義一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。這里的算法的結(jié)構(gòu)，可以理解為你根據(jù)需求設(shè)計(jì)出來(lái)的業(yè)務(wù)流程。特定的步驟就是指那些可能在內(nèi)容上存在變數(shù)的環(huán)節(jié)。

可以看出來(lái)，模板方法模式也是為了巧妙解決變化對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響而設(shè)計(jì)的。使用模板方法使系統(tǒng)擴(kuò)展性增強(qiáng)，最小化了變化對(duì)系統(tǒng)的影響。這一點(diǎn)，在下面的舉例中可以很明顯的看出來(lái)。

來(lái)看下這個(gè)簡(jiǎn)單模式的結(jié)構(gòu)吧：

1)AbstractClass(抽象類)：定義了一到多個(gè)的抽象方法，以供具體的子類來(lái)實(shí)現(xiàn)它們;而且還要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模板方法，來(lái)定義一個(gè)算法的骨架。該模板方法不僅調(diào)用前面的抽象方法，也可以調(diào)用其他的操作，只要能完成自身的使命。

2)ConcreteClass(具體類)：實(shí)現(xiàn)父類中的抽象方法以完成算法中與特定子類相關(guān)的步驟。

下面是模板方法模式的結(jié)構(gòu)圖。

三、舉例

還是在我剛剛分析完源碼的'JUnit中找個(gè)例子吧。JUnit中的TestCase以及它的子類就是一個(gè)模板方法模式的例子。在TestCase這個(gè)抽象類中將整個(gè)測(cè)試的流程設(shè)置好了，比如先執(zhí)行Setup方法初始化測(cè)試前提，在運(yùn)行測(cè)試方法，然后再TearDown來(lái)取消測(cè)試設(shè)置。但是你將在Setup、TearDown里面作些什么呢?因此，而這些步驟的具體實(shí)現(xiàn)都延遲到子類中去，也就是你實(shí)現(xiàn)的測(cè)試類中。

來(lái)看下相關(guān)的源代碼吧。

這是TestCase中，執(zhí)行測(cè)試的模板方法。你可以看到，里面正像前面定義中所說(shuō)的那樣，它制定了"算法"的框架--先執(zhí)行setUp方法來(lái)做下初始化，然后執(zhí)行測(cè)試方法，最后執(zhí)行tearDown釋放你得到的資源。

publicvoidrunBarethrowsThrowable{

setUp;

try{

runTest;

}

finally{

tearDown;

}

}

這就是上面使用的兩個(gè)方法。與定義中不同的是，這兩個(gè)方法并沒(méi)有被實(shí)現(xiàn)為抽象方法，而是兩個(gè)空的無(wú)為方法(被稱為鉤子方法)。這是因?yàn)樵跍y(cè)試中，我們并不是必須要讓測(cè)試程序使用這兩個(gè)方法來(lái)初始化和釋放資源的。如果是抽象方法，則子類們必須給它一個(gè)實(shí)現(xiàn)，不管用到用不到。這顯然是不合理的。使用鉤子方法，則你在需要的時(shí)候，可以在子類中重寫這些方法。

protectedvoidsetUpthrowsException{}

protectedvoidtearDownthrowsException{}

四、適用情況

根據(jù)上面對(duì)定義的分析，以及例子的說(shuō)明，可以看出模板方法適用于以下情況：

1)一次性實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法的不變的部分，并將可變的行為留給子類來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2)各子類中公共的行為應(yīng)被提取出來(lái)并集中到一個(gè)公共父類中以避免代碼重復(fù)。其實(shí)這可以說(shuō)是一種好的編碼習(xí)慣了。

3)控制子類擴(kuò)展。模板方法只在特定點(diǎn)調(diào)用操作，這樣就只允許在這些點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。比如上面runBare方法就只在runTest前面適用setUp方法。如果你不愿子類來(lái)修改你的模板方法定義的框架，你可以采用兩種方式來(lái)做：一是在API中不體現(xiàn)出你的模板方法;二、將你的模板方法置為final就可以了。

可以看出，使用模板方