模板方法模式(Template)
——在一个方法中定义了一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。
好莱坞原则:别调用(打电话给)我们,我们会调用(打电话给)你。要点:模板方法的抽象类可以定义具体方法、抽象方法和钩子。抽象方法由子类实现。钩子是一种方法,在抽象类中不做事,或只做默认的事,子类可以选择要不要覆盖它。为了防止子类改变模板方法中的算法,可以将模板方法声明为final。好莱坞原则告诉我们,将决策权放在高层模块中,以便决定如何以及何时调用低层模块。策略模式和模板方法模式都封装算法,一个用组合,一个用继承。工厂方法(由子类决定实例化哪个具体类)是模板方法(子类决定如何实现算法中的步骤)的一种特殊版本。
示例:
咖啡冲泡法
把水煮沸用沸水冲泡咖啡把咖啡倒进杯子加糖和牛奶茶冲泡法
把水煮沸用沸水冲泡茶叶把茶倒进杯子加柠檬茶和咖啡是如此得相似,似乎我们应该将共同的部分抽取出来,放进一个基类中。
1 public abstract class CaffeineBeverage { 2// 现在,用同一个prepareRecipe()方法来处理茶和咖啡。 3// prepareRecipe()方法被声明为final,因为我们不希望子类覆盖这个方法 4// 我们将第2步和第4步泛化成为brew()和addCondiments() 5final void prepareRecipe() { 6 boilWater(); 7 brew(); 8 pourInCup(); 9 addCondiments();10}11 12// 因为咖啡和茶处理这些方法的做法不同,所以这两个方法必须被声明为抽象,13// 剩余的东西留给子类去操心14abstract void addCondiments();15abstract void brew();16 17public void boilWater() {18 System.out.println("Boiling water");19}20 21public void pourInCup() {22 System.out.println("Pouring into cup");23}24 }
让我们细看抽象类是如何被定义的,包括了它内含的模板方法和原语操作。
1 // 这就是我们的抽象类。它被声明为抽象,用来作为基类,其子类必须实现其操作 2 public abstract class AbstractClass { 3// 这就是模板方法。它被声明为final,以免子类改变这个算法的顺序。 4final void templateMethod() { 5 // 模板方法定义了一连串的步骤,每个步骤由一个方法代表 6 primitiveOperation1(); 7 primitiveOperation2(); 8 concreteOperation(); 9}10 11// 在这个范例中有两个原语操作,具体子类必须实现它们12abstract void primitiveOperation1();13abstract void primitiveOperation2();1415// 这个抽象类有一个具体的操作。16void concreteOperation() {17 // ...18}19 }
接着需要处理咖啡和茶类,这两个类现在都是依赖超类来处理冲泡法,所以只需要自行处理冲泡和添加调料部分:
1 public class Coffee extends CaffeineBeverage { 2@Override 3void brew() { 4 System.out.println("Dripping coffee through filter"); 5} 6 7@Override 8void addCondiments() { 9 System.out.println("Adding Sugar and Milk");10}11 }12 13 public class Tea extends CaffeineBeverage {14@Override15void brew() {16 System.out.println("Steeping the tea");17}18 19@Override20void addCondiments() {21 System.out.println("Adding Lemon");22}23 }
钩子的使用
1 public abstract class CaffeineBeverageWithHook { 2final void prepareRecipe() { 3 boilWater(); 4 brew(); 5 pourInCup(); 6 // 我们加上了一个小小的条件语句,而该条件是否成立, 7 // 是由一个具体方法customerWantsCondiments()决定的。 8 // 如果顾客“想要”调料,只有这时我们才调用addCondiments()。 9 if (customerWantsCondiments()) {10 addCondiments();11 }12}13 14abstract void addCondiments();15abstract void brew();16 17public void boilWater() {18 System.out.println("Boiling water");19}20 21public void pourInCup() {22 System.out.println("Pouring into cup");23}24 25// 我们在这里定义了一个方法,(通常)是空的缺省实现。这个方法只会返回true,不做别的事。26// 这就是一个钩子,子类可以覆盖这个方法,但不见得一定要这么做。27boolean customerWantsCondiments() {28 return true;29}30 }
用模板方法排序
Java数组类的设计者提供给我们一个方便的模板方法用来排序。必须实现Comparable接口,提供这个接口所声明的compareTo()方法。