Java設(shè)計模式之模板方法模式

Java設(shè)計模式之模板方法模式一、引子

這是一個很簡單的模式，卻被非常廣泛的使用。之所以簡單是因為在這個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"，"盡量使用接口實現(xiàn)而不是抽象類繼承"等等專家警告，讓我們這些菜鳥對繼承"另眼相看"。

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

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

來看下這個簡單模式的結(jié)構(gòu)吧：

1)AbstractClass(抽象類)：定義了一到多個的抽象方法，以供具體的子類來實現(xiàn)它們;而且還要實現(xiàn)一個模板方法，來定義一個算法的骨架。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中找個例子吧。JUnit中的TestCase以及它的子類就是一個模板方法模式的例子。在TestCase這個抽象類中將整個測試的流程設(shè)置好了，比如先執(zhí)行Setup方法初始化測試前提，在運行測試方法，然后再TearDown來取消測試設(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現(xiàn)都延遲到子類中去，也就是你實現(xiàn)的測試類中。

來看下相關(guān)的源代碼吧。

這是TestCase中，執(zhí)行測試的模板方法。你可以看到，里面正像前面定義中所說的那樣，它制定了"算法"的框架--先執(zhí)行setUp方法來做下初始化，然后執(zhí)行測試方法，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方法。與定義中不同的是，這兩個方法并沒有被實現(xiàn)為抽象方法，而是兩個空的無為方法(被稱為鉤子方法)。這是因為在測試中，我們并不是必須要讓測試程序使用這兩個方法來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實現(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)上面對定義的分析，以及例子的說明，可以看出模板方法適用于以下情況：

1)一次性實現(xiàn)一個算法的不變的部分，并將可變的行為留給子類來實現(xiàn)。

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

3)控制子類擴(kuò)展。模板方法只在特定點調(diào)用操作，這樣就只允許在這些點進(jìn)行擴(kuò)展。比如上面runBare方法就只在runTest前面適用setUp方法。如果你不愿子類來修改你的模板方法定義的框架，你可以采用兩種方式來做：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