模板方法模式

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定义

定义了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步骤提供实现；
模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。

适用场景

  • 一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现；
  • 各个子类中公共的行为被提取出来并集中到一个公共父类中，从而避免代码重复。

优点和缺点

优点

  • 它封装了不变部分，扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类实现，而把可变部分算法由子类继承实现，便于子类继续扩展。
  • 它在父类中提取了公共部分代码，便于代码复用；
  • 部分方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能，符合开闭原则。

缺点

  • 对每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的数量增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，间接增加的系统实现的复杂度。
  • 父类中的抽象方法由子类实现，子类执行的结果会影响父类的结果，这导致一种反向的控制结构，它提高了代码的阅读难度。
  • 由于继承关系自身的缺点，如果父类添加新的抽象方法，则所有子类都需要改一遍。

代码实现

假设一个场景，我们要生产电脑，每个厂家生产电脑配置的东西不一样

首先创建抽象类，限制创建电脑的模板

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public abstract class AComputer {

    /**
     * 模板方法，声明成final是不希望子类覆盖这个类
     */
    protected final void assembleComputer(){
        //限制方法的调用，不让子类重写
        principal();
        displayer();
        keyboard();
        if (needMouse()){
            mouse();
        }
    }

    /**
     * 生产主机，每个电脑都必须的，所以也声明成final
     */
    protected final void principal(){
        System.out.println("生产主机");
    }

    /**
     * 显示器，每个电脑也都需要，所以也声明成final
     */
    protected final void displayer(){
        System.out.println("生产显示器");
    }

    /**
     * 键盘配置，由子类来实现
     */
    abstract void keyboard();

    /**
     * 鼠标为非必须品，可以通过钩子方法来判断是否需要
     */
    protected final void mouse(){
        System.out.println("生产鼠标");
    }

    /**
     * 鼠标的钩子方法，默认返回false，如果子类需要，重写该方法即可
     */
    protected boolean needMouse(){
        return false;
    }
}

创建子类，继承抽象类，实现抽像方法

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public class AsusComputer extends AComputer{
    /**
     * 生产键盘
     */
    @Override
    void keyboard() {
        System.out.println("华硕机械键盘");
    }
}

子类重写钩子方法，控制父类

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public class LenovoComputer extends AComputer{
    @Override
    void keyboard() {
        System.out.println("联想键盘");
    }

    /**
     * 联想生产键盘，同时也生产鼠标，重写鼠标钩子方法，返回true即可
     */
    @Override
    protected boolean needMouse() {
        return true;
    }
}

或者通过入参来控制父类

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public class HpComputer extends AComputer{

    private boolean needMouseFlag = false;

    public HpComputer(boolean needMouseFlag) {
        this.needMouseFlag = needMouseFlag;
    }

    /**
     * 惠普生产键盘，但是鼠标可能生产可能不生产，可以将钩子的值作为变量通过构造函数设置
     */
    @Override
    void keyboard() {
        System.out.println("惠普键盘");
    }

    @Override
    protected boolean needMouse() {
        return this.needMouseFlag;
    }
}

UML类图