一.什么是模版方法模式?
首先,模版方法模式是用来封装算法骨架的,也就是算法流程
既然被称为模版,那么它肯定允许扩展类套用这个模版,为了应对变化,那么它也一定允许扩展类做一些改变
事实就是这样,模版方法模式封装了算法流程,但允许由子类负责实现某些步骤细节
二.举个例子
假设我们要开一家允许加盟的炸酱面店,我们拥有独家秘制的酱料配方,以及独特的制作工艺,美味只此一家,地球上大多数人每天都吃我们的炸酱面,所以我们有了大量的加盟者
为了盈利,我们当然不能公开制作工艺与酱料配方,但由于加盟者经营地域的差异,制作细节又存在差异,比如北京人喜欢吃细面硬面,陕西人喜欢吃宽面软面,我们也不能为了保护配方而让北京的加盟者继续卖我们的宽面
所以我们需要把制作工艺与保密配方保护起来,谁都不允许修改,同时把面条的制作以及烹煮方式公开出去,允许加盟者修改。那么,要如何实现这样的需求?
没错,模版方法就是为此而生的
首先,我们需要建立模版类,把该保护的保护起来,把该公开的公开出去:
package TemplateMethodPattern; /** * @author ayqy * 定义炸酱面模版类 */ public abstract class Noodles { public void cook(){ //制作面条 makeNoodles(); //制作酱料 makeSauce(); //烹煮面条 boilNoodles(); //添加酱料 addSauce(); } /** * 把秘制酱料保护起来 */ private void makeSauce(){ System.out.println("做好一份独家秘制酱料"); } /** * 把添加剂量保护起来 */ private void addSauce(){ System.out.println("添加适量的秘制酱料"); } public abstract void makeNoodles(); public abstract void boilNoodles(); }
定义好了模版,90%的工作就已经完成了,下面开始实现具体类
北京炸酱面:
package TemplateMethodPattern; /** * @author ayqy * 实现北京炸酱面具体类 */ public class BJNoodles extends Noodles{ @Override public void makeNoodles() { System.out.println("做好一份有北京特色的手工面"); } @Override public void boilNoodles() { System.out.println("按北京特色煮面法煮好面条"); } }
陕西炸酱面:
package TemplateMethodPattern; /** * @author ayqy * 实现陕西炸酱面具体类 */ public class SXNoodles extends Noodles{ @Override public void makeNoodles() { System.out.println("做好一份有陕西特色的手工面"); } @Override public void boilNoodles() { System.out.println("按陕西特色煮面法煮好面条"); } }
有了这些具体类,我们按照地域分配给加盟者就好了
三.效果示例
先实现一个测试类:
package TemplateMethodPattern; /** * @author ayqy * 实现一个测试类 */ public class Test { public static void main(String[] args){ //创建北京炸酱面对象 Noodles bjnoodles = new BJNoodles(); //创建陕西炸酱面对象 Noodles sxnoodles = new SXNoodles(); System.out.println("北京炸酱面制作工艺:"); bjnoodles.cook();//做一份北京炸酱面 System.out.println("\n陕西炸酱面制作工艺:"); sxnoodles.cook();//做一份陕西炸酱面 } }
运行结果:
四.多一点思考
上面的例子中,我们很轻松的实现了对算法骨架的封装,而且允许扩展类自定义某些步骤细节,似乎很轻松也很完美
那好,让我们改改需求吧:
最近提倡绿色健康生活,大家都喜欢吃点蔬菜,我们传统的炸酱面不得不与时俱进,做好之后还要添点蔬菜。但问题是有的地方并不喜欢添加蔬菜,他们习惯了老字号炸酱面的风味,坚决不要蔬菜。所以我们不能简单地改变制作工艺,添加一道工序来加蔬菜。如果能在模版中定义一个可选的操作就再好不过了,让加盟者自己选择要不要加点儿蔬菜
于是,我们需要对之前的模版做一点点改动:
package TemplateMethodPattern; /** * @author ayqy * 定义炸酱面模版类 */ public abstract class Noodles { private boolean wantVegetables = false;//要不要蔬菜 public void setWantVegetables(boolean wantVegetables) { this.wantVegetables = wantVegetables; } public void cook(){ //制作面条 makeNoodles(); //制作酱料 makeSauce(); //烹煮面条 boilNoodles(); //要不要添点儿蔬菜 if(wantVegetables) addVegetables(); //添加酱料 addSauce(); } /** * 把秘制酱料保护起来 */ private void makeSauce(){ System.out.println("做好一份独家秘制酱料"); } /** * 把添加剂量保护起来 */ private void addSauce(){ System.out.println("添加适量的秘制酱料"); } /** * 添加时令蔬菜 */ public void addVegetables(){ //空的实现 } public abstract void makeNoodles(); public abstract void boilNoodles(); }
注意,为了添加可选的操作,我们做了这么几件事情:
- 定义标志变量(选/不选)
- 提供标志变量的setter,供扩展类选择
- 修改算法骨架,加入新的可选步骤
- 为新的步骤提供一个空的实现(注意,这一步很重要,提供空的实现而不是定义一个抽象方法,避免了对现有扩展类的修改,这个在模版方法模式的术语中被称为Hook钩子)
五.模版方法模式与策略模式
这两个模式都是用来封装算法的,让我们来对比一下:
策略模式 | 模版方法模式 | |
概念 | 封装算法步骤,允许子类选择已有的策略(步骤细节) | 封装算法骨架(流程),允许由子类负责实现某些细节 |
实现方式 | 用组合来实现 | 用继承来实现 |
目标 | 实现了算法步骤的选择 | 实现了算法的流程控制 |
亮点 | 支持运行时动态改变步骤(策略) | 支持运行时动态改变算法流程(用hook来实现) |
具体步骤 | 把易于变化的同类算法细节(步骤)找出来,再定义一个算法族(接口)把它们封装起来 | 把算法骨架抽象出来并封装在基类(模版类)中 |
总结 | 封装步骤 | 封装流程 |
举个例子:
假设现在有一个算法,流程是A->B->C->D,C步骤的具体实现可能有c1,c2,c3三种不同方法
策略模式:
- 定义一个行为接口C,定义execute方法
- 实现具体类c1,c2,c3扩展自接口C(c1,c2,c3三种行为供调用者选择)
- 在基类中添加一个属性,类型为接口C,并提供setter
- 扩展自基类的具体类将通过调用setter来动态改变行为
模版方法模式:
- 定义基类(模版类),在基类中定义算法流程(把流程封装起来)
- 在基类中把C步骤定义为抽象方法
- 扩展自基类的具体类将提供自己的实现(c1,c2,c3或者其它)