浅析设计模式4——模板方法模式
第一篇：浅析设计模式1 —— 工厂模式
第二篇：浅析设计模式2 —— 策略模式
第三篇：浅析设计模式3 —— 装饰者模式
概述
模版方法模式的结构相对简单，主要包含两大类：抽象类、具体类，抽象父类中首先定义好算法流程，具体的步骤细节延迟到具体子类中执行。
| 角色 | 关系 | 作用 |
抽象类 Abstract Class | 具体类的父类 | 定义一个抽象的模版类，给出算法的骨架，包含一个模版方法和若干个基本方法（抽象方法、具体方法、钩子方法） |
具体类 Concrete Class | 抽象构件的接口实现类 | 定义一个具体的实现类，实现抽象类中定义的抽象方法和钩子方法。 |
有了上述的基本概念，我们将装饰者模式的使用步骤概括为：
step1：创建抽象类，定义一个算法骨架，包含一个模版方法和若干个基本方法：
模版方法：算法流程，定义基本方法的执行顺序；
基本方法 - 具体方法：在抽象类中实现，可被具体类继承或重写；
基本方法 - 抽象方法：在抽象类中声明，由具体类实现；
基本方法 - 钩子方法：在抽象类中实现，包含一种用于判断的方法、一种由具体类重写的空方法。
step2：创建具体类，实现抽象类中定义的抽象方法和钩子方法；
使用示例
// 创建抽象父类，定义算法骨架public abstract class TMAbstractClass {public final void shopOnline() {selectItems();checkoutItems();if(isReturnItemsHook1()) {returnItems();} else if(isExchangeItemsHook2()) {exchangeItems();//假设一次性换到满意的商品confirmTheReceipt();} else {confirmTheReceipt();}terminateTransaction();}protected abstract void selectItems();protected void checkoutItems() {System.out.println("下单支付");}public boolean isReturnItemsHook1() {return false;}protected void returnItems() {}public boolean isExchangeItemsHook2() {return false;}protected void exchangeItems() {}protected void confirmTheReceipt() {System.out.println("确认收货");}protected void terminateTransaction() {System.out.println("终止交易");}}// 定义具体子类1：购买商品1public class TMConcreteClass1 extends TMAbstractClass{protected void selectItems() {System.out.println("选择商品1");}public boolean isReturnItemsHook1() {return true;}protected void returnItems() {System.out.println("退货退款");}}// 定义具体子类2：购买商品2public class TMConcreteClass2 extends TMAbstractClass{protected void selectItems() {System.out.println("选择商品2");}public boolean isExchangeItemsHook2() {return true;}protected void exchangeItems() {System.out.println("换货");}}//客户端调用public class userPayForItem() {public static void main(String[] args) {System.out.println("购物记录1：");TMAbstractClass shopRecord1 = new TMConcreteClass1();shopRecord1.shopOnline();System.out.println();System.out.println("购物记录2：");TMConcreteClass2 shopRecord2 = new TMConcreteClass2();shopRecord2.shopOnline();}}
购物记录1：选择商品1下单支付退货退款终止交易购物记录2：选择商品2下单支付换货确认收货终止交易
JDK源码赏析
模板方法模式在框架源码中使用也很广泛，比如：JDK 源码中 AbstractList 抽象类、Mybatis 源码中 BaseExecutor 抽象类。本文以 AbstractList 为例，分析模版方法模式在源码中如何应用。AbstractList 是 ArrayList 的父类，也就是模版类，它包含的方法有很多，这里主要介绍一下 addAll() 方法。
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {rangeCheckForAdd(index);boolean modified = false;for (E e : c) {add(index++, e);modified = true;}return modified;}}
事实上，AbstractList 中的方法除了一些私有方法不能被子类访问，大多数方法都和 addAll() 一样，可由子类选择是否修改：如果子类需要做个性化的实现就要修改，如果不需要则直接按照父类方法的逻辑执行。
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {rangeCheckForAdd(index);Object[] a = c.toArray();int numNew = a.length;ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCountint numMoved = size - index;if (numMoved > 0)System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,numMoved);System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);size += numNew;return numNew != 0;}}
private final AbstractList<E> l;private final int offset;abstract public E get(int index);public E get(int index) {rangeCheck(index);checkForComodification();return l.get(index+offset);}
左边是父类AbstractList中的，右边是ArrayList中的方法。在父类中没有直接写出实现代码，而是让子类自己手动去实现。除此之外其实还有一个方法就是AbstractList父类AbstractCollection中的toString方法。在ArrayList中是没有的，但是平常在写代码时候，是可以直接调用的，这就是一个公共的方法。
优缺点及适用场景
封装不变部分， 扩展可变部分。把认为是不变部分的算法封装到父类实现， 而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。 提取公共部分代码， 便于维护。 行为由父类控制， 子类实现。基本方法是由子类实现的， 因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能， 符合开闭原则。
子类执行结果影响父类结果，这违背了我们平时设计代码的习惯，在复杂项目中，很可能会带来阅读上的难度。 可能引起子类泛滥、为了继承而继承的问题。
算法的整体步骤相对固定、其中个别方法容易变化时，这时候可以使用模板方法模式，将易变部分抽象出来，供子类实现。 当多个子类存在公共行为时，可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。 当需要控制子类的扩展时，模板方法只在特定点调用钩子操作，即可进行个性化的功能扩展。
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