設計模式【13】– 模板模式怎麼弄？
開局還是那種圖，各位客官往下看…
張無忌學太極拳，忘記了所有招式，打倒了”玄冥二老”，所謂”心中無招”。設計模式可謂招數，如果先學通了各種模式，又忘掉了所有模式而隨心所欲，可謂OO之最高境界。
模板模式是什麼？
模板模式，同樣是一種行為型模式，也就是關於對象做什麼或者怎麼做的設計模式。模板模式的本質需要定義操作中的演算法的框架，但是有一些步驟，又不需要具體的實現，而是不同的子類各自實現。子類不能修改流程框架，但是部分的步驟可以做訂製化的實現。
主要要解決一個問題：一些通用的方法，但是每一個子類卻都重新寫，冗餘。
比如說，做菜的步驟一般是：洗鍋 --> 炒菜 --> 洗碗 ，不同的菜，只是炒菜這一個步驟具體細節是不同的，但是其他步驟確實幾乎一模一樣的，這樣其實整體框架，以及重複的步驟，我們可以抽象到模板中，而不同的細節方法可以開放給每一種菜（具體實現）去訂製。
又比如造房子的時候，很多地方的建造都是一樣的：地基，牆壁，水管等等，但是不同的房子裡面的內部的設計又有所不同。
不使用模板模式
就挑個簡單的例子「炒菜」，如果不使用模板模式的話，糖醋鯉魚：
public class SweetAndSourCarp {
public void cookFood(){
washPan();
cook();
eat();
washDishes();
System.out.println("");
}
private void washPan(){
System.out.print("洗鍋 --> ");
}
private void cook(){
System.out.print("煮糖醋鯉魚 --> ");
}
private void eat(){
System.out.print("吃飯 --> ");
}
private void washDishes(){
System.out.print("洗碗 --> ");
}
}
再弄一個農家小炒肉，需要寫很多相同的方法：
public class ShreddedPorkWithVegetables {
public void cookFood(){
washPan();
cook();
eat();
washDishes();
System.out.println("");
}
private void washPan(){
System.out.print("洗鍋 --> ");
}
private void cook(){
System.out.print("炒農家小炒肉 --> ");
}
private void eat(){
System.out.print("吃飯 --> ");
}
private void washDishes(){
System.out.print("洗碗 --> ");
}
}
測試類如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SweetAndSourCarp sweetAndSourCarp = new SweetAndSourCarp();
sweetAndSourCarp.cookFood();
ShreddedPorkWithVegetables shreddedPorkWithVegetables = new ShreddedPorkWithVegetables();
shreddedPorkWithVegetables.cookFood();
}
}
測試結果：
洗鍋 --> 煮糖醋鯉魚 --> 吃飯 --> 洗碗 -->
洗鍋 --> 炒農家小炒肉 --> 吃飯 --> 洗碗 -->
可以看到，整體流程是一樣的，有些步驟一樣，有些步驟不一樣，但是不使用模板模式，需要每個類都重寫一遍方法，即使是通用方法，整個流程都需要自己寫一遍。
使用模板模式優化
如果使用模板模式，那麼我們會抽象出一個抽象類，定義整體的流程，已經固定的步驟，開放需要訂製的方法，讓具體的實現類按照自己的需求來訂製。
定義的抽象類：
public abstract class CookFood {
public final void cookFood() {
washPan();
cook();
eat();
washDishes();
System.out.println("");
}
private final void washPan() {
System.out.print("洗鍋 --> ");
}
public abstract void cook();
private final void eat() {
System.out.print("吃飯 --> ");
}
private final void washDishes() {
System.out.print("洗碗 --> ");
}
}
具體的實現類糖醋鯉魚：
public class SweetAndSourCarp extends CookFood {
@Override
public void cook() {
System.out.print("煮糖醋鯉魚 --> ");
}
}
農家小炒肉：
public class ShreddedPorkWithVegetables extends CookFood {
@Override
public void cook() {
System.out.print("炒農家小炒肉 --> ");
}
}
測試類與前面的一樣，測試結果也一樣，這裡不再重複。
上面的方法中，其實我們只開放了cook()方法，這就是鉤子方法：
在模板方法模式的父類中，我們可以定義一個方法，它默認不做任何事，子類可以視情況要不要覆蓋它，該方法稱為 」鉤子方法」
鉤子方法是開放的，可以由子類隨意覆蓋，但是像上面的其他方法，我們不希望子類重寫或者覆蓋它，就可以用 final 關鍵字，防止子類重寫模板方法。
模板模式的應用
其實在 JDK 的 Thread 實現中，就是使用了模板模式，我們知道創建執行緒有兩個方式：
- 創建
Thread類 - 實現
runnable介面
我們實現的一般是 run() 方法, 但是調用的卻是 start() 方法來啟動執行緒，這個原因就是 start() 方法裡面幫我們調用了run() 方法， run()方法是開發的方法，我們可以覆蓋重寫它。
Start0()是一個native方法，是由 c 語言去實現的，在調用的時候，真正調用了我們的 run() 方法，如果需要跟蹤這個方法需要到 HotSpot底層去。這裡介紹的目的是讓大家了解，它同樣是使用了模板模式。
private native void start0();
了解 native 關鍵字可以參考：//aphysia.cn/archives/native
模板模式的優缺點
模板模式的優點:
- 1、封裝固定的部分，拓展需要訂製修改的部分，符合開閉原則。
- 2、公共的程式碼在父類中，容易維護。
- 3、整個流程由父類把握，調整比較方便。
缺點：
- 1、子類可能會很多，系統複雜度上升。
- 2、子類只有一小部分實現，了解全部方法則需要在父類中閱讀，影響程式碼閱讀。
總結：程式碼該隱藏的複雜細節隱藏起來，開放訂製化部分，優雅！
設計模式系列：
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- 設計模式【2.1】– 簡單工廠模式怎麼演變成工廠方法模式？
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【作者簡介】：
秦懷，公眾號【秦懷雜貨店】作者，個人網站：//aphysia.cn，技術之路不在一時，山高水長，縱使緩慢，馳而不息。
