设计模式系列往期文章
- 设计模式学习之策略模式
- 设计模式学习之策略模式在前端的应用
- 设计模式学习之简单工厂模式
- 设计模式学习之工厂方法模式
- 设计模式学习之抽象工厂模式
- 设计模式学习之策略模式和简单工厂模式的对比
- 设计模式学习之观察者模式
模板方法模式是行为型设计模式的一种，它在基类中定义了一个执行框架（类似于pipeline），允许子类覆写该框架中的子方法，使得子类可以在不改变算法结构的情况下重写算法的特定步骤。从这个描述中就能大概理解为什么叫模板方法模式了——基类中定义的执行框架就类似于一个模板，而子类可以通过重新实现其中的方法对模板中的功能进行自定义。
使用场景
- 当多个类的算法除一些细微不同之外几乎完全一样时， 你可使用该模式。 但由于模板方法基于继承机制， 只要算法发生变化， 你就可能需要修改所有的类。
- 当你只希望客户端扩展某个特定算法步骤， 而不是整个算法或其结构时， 可使用模板方法模式。
- 模板方法模式是一个重构时经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。
说明：模板方法中的子方法可以为抽象方法，这样就需要强制实现类去实现该方法。
举个栗子
以建造房屋为例，标准房屋建造步骤是固定的，但是可以在其中的步骤中提供几个扩展点， 允许房屋业主调整房屋的部分细节。每个建造步骤 （例如打地基、 建造框架、 建造墙壁和安装水电管线等） 都能进行微调， 这使得成品房屋会略有不同。
abstract class AbstractBuilder{
public abstract void stepOne();
public void stepTwo() {
System.out.println("建造框架");
}
public void stepThree() {
System.out.println("建造墙壁");
}
public void stepFour() {
System.out.println("安装水电管线");
}
public void buildTemplate() {
stepOne();
stepTwo();
stepThree();
stepFour();
}
}
class ConcreteBuilder extends AbstractBuilder() {
@override
public abstract void stepOne() {
System.out.println("打地基");
}
}
public static void main(String[] args) {
AbstractBuilder builder = new ConcreteBuilder();
builder.buildTemplate();
}
优缺点
优点
- 你可将重复代码提取到一个超类中。
- 你可仅允许客户端重写一个大型算法中的特定部分， 使得算法其他部分修改对其所造成的影响减小。
缺点
- 通过子类抑制默认步骤实现可能会导致违反里氏替换原则。
- 模板方法中的步骤越多， 其维护工作就可能会越困难。
UML图
对应的plantUML类图代码：
@startuml
skinparam linetype ortho
package "Template Method" <<Frame>> {
class BaseClassTemplate {
+ execute()
+ stepOne()
+ stepTwo()
+ stepThree()
}
class ConcreteImplA {
+ stepOne()
}
class ConcreteImplB {
+ stepOne()
+ stepTwo()
+ stepThree()
}
note right of BaseClassTemplate
// execute是一个模板方法
// 其中按照固定逻辑调用了子方法
execute() {
stepOne();
stepTwo();
stepThree();
}
end note
BaseClassTemplate <|-- ConcreteImplA
BaseClassTemplate <|-- ConcreteImplB
}
@enduml
