設(shè)計模式(九)模板方法

經(jīng)過一段時間的瘋狂加班,文章還要堅持寫。本期我們來探討模板方法模式及其常用場景碴里。以及你可能分不清模板方法與策略模式的區(qū)別沈矿,沒錯,讀完本文你肯定有收獲咬腋。
原創(chuàng)聲明:未經(jīng)授權(quán)羹膳,不得轉(zhuǎn)載,侵權(quán)必究根竿,轉(zhuǎn)載前請與作者取得聯(lián)系陵像。

讀前思考

之前,筆者寫了8篇設(shè)計模式的文章了寇壳,算來也不少了醒颖。寫完策略模式,明白優(yōu)先使用接口壳炎,而不是繼承图贸。在設(shè)計一個系統(tǒng)時,總是要我們考慮哪些是未來可能發(fā)生變化的部分冕广,現(xiàn)有的設(shè)計能不能在未來變化時改動最小等等疏日。后面寫完裝飾器模式,明白并非所有設(shè)計都優(yōu)先使用繼承撒汉,而是根據(jù)實際需要來使用繼承或接口沟优,只是接口更偏重點(diǎn)。在裝飾器模式中睬辐,使用繼承的目的是為了保證被裝飾的對象始終是同一類型挠阁。而到了模板方法模式,你將會明白溯饵,我們的設(shè)計又是一半依賴?yán)^承侵俗,一半依賴接口的抽象,兩者兼而有之丰刊,所以說設(shè)計這個工作真是博大精深隘谣,只有更合適,沒有最好啄巧。

編程世界中的工作量問題

在計算機(jī)剛剛興起時寻歧,計算機(jī)的主要職責(zé)是處理計算,大部分工作都是算法類的計算邏輯秩仆。一個算法會由固定的若干步驟構(gòu)成码泛,每個步驟相互獨(dú)立,并按照順序依次執(zhí)行后得到最終結(jié)果澄耍。后來因現(xiàn)實世界需求的變更噪珊,算法的某個步驟中會根據(jù)需求晌缘,計算邏輯會有些不同,因此程序員需要用寫兩套算法程序來實現(xiàn)功能和需求痢站。但這兩套程序中磷箕,只有一個步驟計算邏輯不同,但程序員卻把其他相同的步驟都要重寫瑟押。在哪個沒有高級編程語言的時代,重寫很多一模一樣的代碼工作效率變的很差星掰。隨著面向?qū)ο蟾呒壘幊陶Z言的實現(xiàn)以及程序設(shè)計思想的成熟多望。模板方法模式誕生了,它允許程序員只針對固定可變的步驟重寫算法邏輯氢烘,其他不變的步驟不需要重寫就能完成整個算法的功能怀偷,是不是很酷

模板方法模式怎么實現(xiàn)

請先在腦中思考下播玖,利用繼承椎工,接口,組合蜀踏,抽象等面向?qū)ο笤O(shè)計思想维蒙,怎么實現(xiàn)一個模板方法來完成上面重寫算法中的一個步驟就可以實現(xiàn)功能了。

嘿嘿嘿果覆,前言中提到颅痊,模板方法模式一半依賴?yán)^承,一半依賴抽象接口局待。想一想斑响,是不是用抽象類可以實現(xiàn)。抽象類中的方法可以是具體的钳榨,也可以是抽象的(留給子類實現(xiàn)的)舰罚,子類繼承抽象類,只實現(xiàn)抽象方法薛耻,而不重寫具體方法营罢,是不是就達(dá)到了上面我們說的功能。
哈哈哈饼齿,讀到這里愤钾,相信你已經(jīng)知道怎么寫代碼了。別急候醒,我們先看模板方法模式的定義能颁。

模板方法定義:在一個方法中定義一個算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類中實現(xiàn)倒淫。模板方法使得子類可以在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下伙菊,重新定義算法中某些步驟的邏輯。

模板方法UML類圖

模板方法UML類圖

模板方法使用示例

我們有這樣一個例子來實現(xiàn),例如我們常見的接口實現(xiàn)邏輯大體總是分成如下幾個步驟完成:
1镜硕、請求日志記錄
2运翼、參數(shù)合法性校驗
3、執(zhí)行業(yè)務(wù)方法并返回數(shù)據(jù)

針對不同的接口請求兴枯,每個接口的參數(shù)合法性校驗和執(zhí)行業(yè)務(wù)方法部分不同血淌,需要單獨(dú)重寫,其他步驟可以不用改變财剖。

定義模板父類:AbstractInterface
定義了一個抽象模板父類悠夯,父類的templateMethod定義了接口請求的算法步驟,并按順序執(zhí)行躺坟。另外三個方法:recordLog沦补、checkParam、execute均為接口執(zhí)行的三個步驟咪橙。

/**
 * @author Misout
 * @date 2018-09-09 18:10:21
 */
public abstract class AbstractInterface {

    /** 執(zhí)行日志記錄 */
    public void recordLog(BaseRequest request) {
        System.out.println("收到業(yè)務(wù)ID[" + request.getBusinessId() + "]的請求");
    }

    /** 校驗入?yún)⒑戏ㄐ?*/
    public abstract Result checkParam(BaseRequest request);

    /** 執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯方法 */
    public abstract Result execute(BaseRequest request);

    /** 接口請求模板方法夕膀,只用把這個方法對外部調(diào)用方暴露即可 */
    public final Result templateMethod(BaseRequest request) {
        // 算法步驟1:記錄日志
        recordLog(request);

        // 算法步驟2:校驗入?yún)⒑戏ㄐ?        Result result = checkParam(request);
        if(result.getCode().equals(ReturnCode.INVALID_PARAM)) {
            return result;
        }

        // 算法步驟3:執(zhí)行業(yè)務(wù)方法
        result = execute(request);

        // 返回數(shù)據(jù)
        return result;
    }
}

具體子類接口實現(xiàn):UserInterface
用戶接口子類,只重寫了入?yún)⑿r灧椒ê蛨?zhí)行業(yè)務(wù)方法

/**
 * @author Administrator
 * @date 2018-09-09 19:10:13
 */
public class UserInterface extends AbstractInterface {

    @Override
    public Result checkParam(BaseRequest request) {
        UserRequest userRequest = (UserRequest)request;
        if(StringUtils.isEmpty(userRequest.getUserName())) {
            return new Result(ReturnCode.INVALID_PARAM, "userName is empty", null);
        }
        return new Result(ReturnCode.SUCCESS, "success", null);
    }

    @Override
    public Result execute(BaseRequest request) {
        UserRequest userRequest = (UserRequest)request;
        // TODO : 根據(jù)userName查詢用戶信息邏輯美侦。此處模擬成功查詢
        User user = new User(1L, "張三", 20, "男");

        return new Result<User>(ReturnCode.SUCCESS, "success", user);
    }
}

測試類

public class MainTest {
    public static void main(String[] args) {
        UserInterface userService = new UserInterface();
        UserRequest request = new UserRequest();
        // 暫且用時間毫秒數(shù)作為請求ID
        request.setBusinessId(System.currentTimeMillis());
        request.setUserName("");

        // 非法請求
        Result<User> result = userService.templateMethod(request);
        System.out.println("返回結(jié)果:" + result.toString());

        // 正常請求
        request.setBusinessId(System.currentTimeMillis());
        request.setUserName("張三");
        result = userService.templateMethod(request);
        System.out.println("返回結(jié)果:" + result.toString());
    }
}
返回結(jié)果:
收到業(yè)務(wù)ID[1536492899546]的請求
返回結(jié)果:Result{code=1, msg='userName is not allowed null', data=null}
收到業(yè)務(wù)ID[1536492899553]的請求
返回結(jié)果:Result{code=0, msg='success', 
data=User{userId=1, userName='張三', age=20, sex='男'}}

部分代碼未貼出产舞,如有需要請至作者GitHub代碼庫下載:https://github.com/Misout/DesignPattern,并查看Chapter08-TemplateMethod子模塊項目的代碼

模板方法模式 VS 策略模式

1菠剩、策略模式定義了一個算法家族庞瘸,并讓這些算法可以互換改變,每一個算法實現(xiàn)都被封裝起來了赠叼,所以客戶端可以很輕易的使用不同算法擦囊。
2、模板方法模式定義了一個算法的實現(xiàn)大綱和骨架結(jié)構(gòu)嘴办,而由其子類實現(xiàn)其中某些步驟的內(nèi)容瞬场,這么一來,模板方法在算法中的個別步驟可以有不同的實現(xiàn)細(xì)節(jié)涧郊,但算法的結(jié)構(gòu)依然維持不變贯被。這一點(diǎn)上,策略模式放棄了對算法骨架的控制權(quán)妆艘。
3彤灶、策略模式通過實現(xiàn)接口以及組合的方式進(jìn)行算法的實現(xiàn),可以讓客戶端選擇不同的算法批旺,而不是通過繼承幌陕。模板方法通過繼承和抽象方法實現(xiàn)對算法某一步驟的控制權(quán)。
4汽煮、通過模板方法和策略都可以達(dá)到代碼的復(fù)用搏熄,以及算法的不同實現(xiàn)棚唆,就看實際應(yīng)用場景因地選擇哪種方式來設(shè)計系統(tǒng)了。

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設(shè)計模式(一)策略模式
設(shè)計模式(二)觀察者模式
設(shè)計模式(三)裝飾器模式
設(shè)計模式(四)簡單工廠模式
設(shè)計模式(五)工廠方法模式
設(shè)計模式(六)抽象工廠模式
設(shè)計模式(七)單例模式你用對了嗎
設(shè)計模式(八)適配器模式

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