代碼復用神器，模板模式實操分享

作者：鴨血粉絲 2020-08-04 07:47:59

開發前端

模板模式，顧名思義，定義一個模板，將部分邏輯以具體方法或者具體構造函數的形式實現，在抽象類中聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩余的邏輯。

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本文轉載自微信公眾號「 Java極客技術」，作者鴨血粉絲。轉載本文請聯系 Java極客技術公眾號。

一、介紹

不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩余的邏輯有不同的實現，這就是模板方法模式的用意。

模板模式涉及到三個角色：

抽象類(AbstractClass)：實現了模板方法，定義了算法的骨架;
具體類(ConcreteClass)：實現抽象類中的抽象方法，已完成完整的算法;
客戶角色：客戶類提出使用具體類的請求;

二、示例

舉個例子，以早上起床到上班所需要的操作為例，大致流程可以分為以下幾步：穿衣服、刷牙、洗臉、吃早餐等。男生和女生的操作可能有些區別。

我們創建一個抽象的類，定義好大致的操作流程，如下：

/** 
 * 抽象類 
 */ 
public abstract class AbstractPerson { 
 
    /** 
     * 定義操作流程 
     */ 
    public void prepareGoWorking(){ 
        dressing();//穿衣服 
        brushTeeth();//刷牙 
        washFace();//洗臉 
        eatBreakFast();//吃早餐 
    } 
 
    /**穿衣服*/ 
    protected abstract void dressing(); 
 
    /**刷牙*/ 
    protected void brushTeeth(){ 
        System.out.println("刷牙"); 
    } 
 
    /**洗臉*/ 
    protected void washFace(){ 
        System.out.println("洗臉"); 
    } 
 
    /**吃早餐*/ 
    protected abstract void eatBreakFast(); 
 
}

因為男生和女生的行為不一樣，我們分別創建兩個具體類，如下：

/** 
 * 男生 
 * 具體實現類 
 */ 
public class ManPerson extends AbstractPerson{ 
 
    @Override 
    protected void dressing() { 
        System.out.println("穿西裝"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void eatBreakFast() { 
        System.out.println("直接在公司吃早餐"); 
    } 
}

/** 
 * 女生 
 * 具體實現類 
 */ 
public class WomanPerson extends AbstractPerson{ 
 
    @Override 
    protected void dressing() { 
        System.out.println("穿休閑衣服"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void eatBreakFast() { 
        System.out.println("在家弄點吃的，或者在外面買一點小吃"); 
    } 
}

創建一個客戶端，實現如下：

public class TemplateClient { 
 
    public static void main(String[] args) { 
        //男生起床步驟 
        ManPerson manPerson = new ManPerson(); 
        System.out.println("-----男生起床步驟----"); 
        manPerson.prepareGoWorking(); 
        System.out.println("-----女生起床步驟----"); 
        //女生起床步驟 
        WomanPerson womanPerson = new WomanPerson(); 
        womanPerson.prepareGoWorking(); 
    } 
}

輸出結果：

-----男生起床步驟---- 
穿西裝 
刷牙 
洗臉 
直接在公司吃早餐 
-----女生起床步驟---- 
穿休閑衣服 
刷牙 
洗臉 
在家弄點吃的，或者在外面買一點小吃

當然，模版模式的玩法，還不僅僅只有這些，還可以在模版模式中使用掛鉤(hook)。

什么是hook呢?存在一個空實現的方法，我們稱這種方法為hook。子類可以視情況來決定是否要覆蓋它。

還是以上面為例子，比如吃完早餐就要出門上班，選擇什么交通工具呢?

抽象類新增方法hook()，內容如下：

/** 
 * 抽象類 
 */ 
public abstract class AbstractPerson { 
 
    /** 
     * 定義操作流程 
     */ 
    public void prepareGoWorking(){ 
        dressing();//穿衣服 
        brushTeeth();//刷牙 
        washFace();//洗臉 
        eatBreakFast();//吃早餐 
        hook();//掛鉤 
    } 
 
    /**穿衣服*/ 
    protected abstract void dressing(); 
 
    /**刷牙*/ 
    protected void brushTeeth(){ 
        System.out.println("刷牙"); 
    } 
 
    /**洗臉*/ 
    protected void washFace(){ 
        System.out.println("洗臉"); 
    } 
 
    /**吃早餐*/ 
    protected abstract void eatBreakFast(); 
 
    /**掛鉤*/ 
    protected void hook(){}; 
 
}

男生具體實現類，重寫hook()方法，內容如下：

/** 
 * 男生 
 * 具體實現類 
 */ 
public class ManPerson extends AbstractPerson{ 
 
    @Override 
    protected void dressing() { 
        System.out.println("穿西裝"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void eatBreakFast() { 
        System.out.println("直接在公司吃早餐"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void hook() { 
        System.out.println("乘地鐵上班"); 
    } 
}

運行測試類，男生具體實現類，輸出結果：

-----男生起床步驟---- 
穿西裝 
刷牙 
洗臉 
直接在公司吃早餐 
乘地鐵上班

當然，還有其他的玩法，比如女生洗完臉之后，可能需要化妝，我們再次將抽象類進行處理，內容如下：

/** 
 * 抽象類 
 */ 
public abstract class AbstractPerson { 
 
    /** 
     * 定義操作流程 
     */ 
    public void prepareGoWorking(){ 
        dressing();//穿衣服 
        brushTeeth();//刷牙 
        washFace();//洗臉 
        //是否需要化妝，默認不化妝 
        if(isMakeUp()){ 
            System.out.println("進行化妝"); 
        } 
        eatBreakFast();//吃早餐 
        hook();//掛鉤 
    } 
 
    /**是否需要化妝方法*/ 
    protected boolean isMakeUp(){ 
        return false; 
    } 
 
    /**穿衣服*/ 
    protected abstract void dressing(); 
 
    /**刷牙*/ 
    protected void brushTeeth(){ 
        System.out.println("刷牙"); 
    } 
 
    /**洗臉*/ 
    protected void washFace(){ 
        System.out.println("洗臉"); 
    } 
 
    /**吃早餐*/ 
    protected abstract void eatBreakFast(); 
 
    /**掛鉤*/ 
    protected void hook(){}; 
 
}

女生具體實現類，重寫isMakeUp()方法，內容如下：

/** 
 * 女生 
 * 具體實現類 
 */ 
public class WomanPerson extends AbstractPerson{ 
 
    @Override 
    protected void dressing() { 
        System.out.println("穿休閑衣服"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void eatBreakFast() { 
        System.out.println("在家弄點吃的，或者在外面買一點小吃"); 
    } 
 
    @Override 
    protected boolean isMakeUp() { 
        return true; 
    } 
}

運行測試類，女生具體實現類，輸出結果：

-----女生起床步驟---- 
穿休閑衣服 
刷牙 
洗臉 
進行化妝 
在家弄點吃的，或者在外面買一點小吃

三、應用

模版設計模式，應用非常廣泛，比如javaEE中的servlet，當我們每創建一個servlet的時候，都會繼承HttpServlet，其實HttpServlet已經為我們提供一套操作流程，我們只需要重寫里面的方法即可!

HttpServlet 的部分源碼如下：

public abstract class HttpServlet extends GenericServlet { 
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doHead(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doPut(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doDelete(HttpServletRequest req,  HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doOptions(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
    protected void doTrace(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        // ... 
    } 
     
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
        String method = req.getMethod(); 
 
        if (method.equals(METHOD_GET)) { 
            long lastModified = getLastModified(req); 
            if (lastModified == -1) { 
                // servlet doesn't support if-modified-since, no reason 
                // to go through further expensive logic 
                doGet(req, resp); 
            } else { 
                long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE); 
                if (ifModifiedSince < lastModified) { 
                    // If the servlet mod time is later, call doGet() 
                    // Round down to the nearest second for a proper compare 
                    // A ifModifiedSince of -1 will always be less 
                    maybeSetLastModified(resp, lastModified); 
                    doGet(req, resp); 
                } else { 
                    resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED); 
                } 
            } 
 
        } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) { 
            long lastModified = getLastModified(req); 
            maybeSetLastModified(resp, lastModified); 
            doHead(req, resp); 
 
        } else if (method.equals(METHOD_POST)) { 
            doPost(req, resp); 
             
        } else if (method.equals(METHOD_PUT)) { 
            doPut(req, resp); 
             
        } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) { 
            doDelete(req, resp); 
             
        } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) { 
            doOptions(req,resp); 
             
        } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) { 
            doTrace(req,resp); 
             
        } else { 
            // 
            // Note that this means NO servlet supports whatever 
            // method was requested, anywhere on this server. 
            // 
 
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented"); 
            Object[] errArgs = new Object[1]; 
            errArgs[0] = method; 
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs); 
             
            resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg); 
        } 
    } 
     
    // ...省略... 
}

自定義一個 HelloWorld 的 Servlet 類，如下：

import java.io.*; 
import javax.servlet.*; 
import javax.servlet.http.*; 
 
public class HelloWorld extends HttpServlet { 
 
  public void init() throws ServletException { 
    // ... 
  } 
 
  public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { 
      response.setContentType("text/html"); 
      PrintWriter out = response.getWriter(); 
      out.println("<h1>Hello World!</h1>"); 
  } 
   
  public void destroy() { 
      // ... 
  } 
}

四、總結

模版模式有著許多的優點：

1、模板方法模式通過把不變的行為搬移到超類，去除了子類中的重復代碼;2、子類實現算法的某些細節，有助于算法的擴展;3、通過一個父類調用子類實現的操作，通過子類擴展增加新的行為，符合開放-封閉原則;

也有些缺點：1、每個不同的實現都需要定義一個子類，這會導致類的個數的增加，設計更加抽象

如果某些類有一些共同的行為，可以使用模版設計模式，創建一個抽象類，將共同的行為定義在抽象類中，可以有效的減少子類重復的代碼。

責任編輯：武曉燕來源： Java極客技術

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