模版方法模式
一、什么是模版方法模式
模板模式 ：解決某類事情的步驟有些是固定的迈套，有些是會(huì)發(fā)生變化的，那么這時(shí)候我們可以為這類事情提供一個(gè)模板代碼碱鳞，從而提高效率桑李。
通過定義一個(gè)算法骨架，而將算法中的步驟延遲到子類窿给，這樣子類就可以復(fù)寫這些步驟的實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)特定的算法贵白。
是類的一種行為，只需要準(zhǔn)備一個(gè)抽象類崩泡，將邏輯用具體方法和構(gòu)造函數(shù)的形式來表現(xiàn)禁荒，后聲明一些抽象方法來迫使子類必須實(shí)現(xiàn)其邏輯，不同的子類可以實(shí)現(xiàn)不同的方法允华，從而可以讓剩余的邏輯有不同的實(shí)現(xiàn)圈浇。即可以定義抽象的方法，讓子類實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯靴寂。
分類：
- 抽象模版：定義的數(shù)量和類型磷蜀，定義了一個(gè)抽象操作讓子類實(shí)現(xiàn)，定義并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模版方法百炬，該模版方法一般是一個(gè)具體方法褐隆，同時(shí)給出了頂層邏輯的框架，具體的步驟在相應(yīng)的抽象操作中剖踊，具體的業(yè)務(wù)邏輯延遲到子類實(shí)現(xiàn)庶弃。（只有一個(gè)抽象基類）
- 具體模版：模版方法的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)父類定義的一個(gè)或多個(gè)抽象方法德澈，每個(gè)抽象模版的角色都可以由任意多個(gè)具體模版角色與之對(duì)應(yīng)歇攻。即不是一對(duì)一，而是多對(duì)多梆造。
1.生活中的模版：
辦理銀行業(yè)務(wù)：
- 進(jìn)門取號(hào)
- 填寫單據(jù)（每個(gè)客戶填寫的單據(jù)都不一樣缴守，因業(yè)務(wù)不同而不同）
- 等待叫號(hào)
- 窗口辦理
2.使用場(chǎng)景
- 多個(gè)子類公有的方法，并且邏輯基本相同時(shí)
- 重要、復(fù)雜的算法屡穗，可以把核心算法設(shè)計(jì)為模版方法
- 重構(gòu)時(shí)贴捡，模版方法模式是一個(gè)經(jīng)常使用的模式
3.UML結(jié)構(gòu)圖：
模版方法模式UML.png
二、如何實(shí)現(xiàn)模版方法模式
1.模版方法模式的實(shí)現(xiàn)要素
準(zhǔn)備一個(gè)抽象類村砂，將部分邏輯以具體方法的形式實(shí)現(xiàn)烂斋，然后聲明一些抽象方法交由子類實(shí)現(xiàn)剩余邏輯，用鉤子方法給予子類更大的靈活性础废。最后將方法匯總構(gòu)成一個(gè)不可改變的模版方法汛骂。
2.模版模式的步驟
- 先寫出解決該類事情其中 的一件的解決方案。
- 分析代碼评腺，把會(huì)發(fā)生變化的代碼抽取出來獨(dú)立成一個(gè)方法香缺。把該方法描述成一個(gè)抽象的方法。
- 使用final修飾模板方法歇僧，防止別人重寫你的模板方法图张。
3.具體實(shí)現(xiàn)
案例一：編寫一個(gè)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間的模板扼倘。
- 記錄開始時(shí)間
- 代碼的執(zhí)行過程
- 記錄結(jié)束時(shí)間
- 運(yùn)行時(shí)間=結(jié)束時(shí)間-開始時(shí)間
抽象基類：
abstract class MyRuntime{
public final void getTime(){
long startTime = System.currentTimeMillis(); //記錄開始的時(shí)間
code();
long endTime = System.currentTimeMillis(); //記錄結(jié)束的時(shí)間.
System.out.println("運(yùn)行時(shí)間 ："+ (endTime-startTime));
}
public abstract void code();
}
具體子類：
class Demo extends MyRuntime
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d = new Demo();
d.getTime();
}
//code方法內(nèi)部就寫要計(jì)算運(yùn)行時(shí)間的代碼蒋荚；
public void code(){
int i = 0;
while(i<100){
System.out.println("i="+i);
i++;
}
}
}
案例二：飲料的制法：
把水煮沸（boilWater）
沖飲料(brew)
把飲料倒進(jìn)杯子(pourInCup)
加調(diào)味料(addCondiments)
抽象基類：Drinks
package com.hcx.pattern.template;
/**
* 抽象基類纺铭，為所有子類提供一個(gè)算法框架
* 飲料
* @author HCX
*
*/
public abstract class Drinks {
/**
* 使用final修飾蜈抓，防止子類改變模版方法
* 制備飲料的模版方法
* 封裝了所有子類共同遵循的算法框架
*/
public final void prepareDrinksTemplate(){
//步驟一：把水煮沸
boilWater();
//步驟二：沖飲料
brew();
//步驟三：把飲料倒進(jìn)杯子
pourInCup();
//步驟四：加調(diào)味料
addCondiments();
}
/**
* 基本方法：把水煮沸
* 對(duì)所有子類絮爷，是一個(gè)共同的行為旺入，不需要向子類開放趁尼；將變化的東西放在高層代碼中剩蟀。
*/
private void boilWater() {
System.out.println("把水煮沸");
}
/**
* 基本方法：將飲料倒入杯中
*/
private void pourInCup() {
System.out.println("將飲料倒入杯中");
}
/**
* 不同的情況舷夺，具體的實(shí)現(xiàn)不同苦酱，設(shè)計(jì)為抽象方法，需要在子類中可見给猾，以便子類復(fù)寫疫萤，提供具體的實(shí)現(xiàn)。
* 抽象的基本方法：加入調(diào)料
*/
protected abstract void addCondiments();
/**
* 抽象的基本方法：泡飲料
*/
protected abstract void brew();
}
具體子類：Coffee
package com.hcx.pattern.template;
/**
* 具體子類敢伸，提供了咖啡制備的具體實(shí)現(xiàn)
* @author HCX
*
*/
public class Coffee extends Drinks {
@Override
protected void brew() {
System.out.println("用沸水沖泡咖啡");
}
@Override
protected void addCondiments() {
System.out.println("加入糖和牛奶");
}
}
具體子類：OrangeJuice
package com.hcx.pattern.template;
/**
* 具體子類扯饶，提供了橙汁的具體實(shí)現(xiàn)
* @author HCX
*
*/
public class OrangeJuice extends Drinks{
@Override
protected void brew() {
System.out.println("準(zhǔn)備橙子和榨汁機(jī)，把橙子丟入機(jī)器中榨汁");
}
@Override
protected void addCondiments() {
System.out.println("加入糖漿");
}
}
測(cè)試：
package com.hcx.pattern.template;
public class DrinksTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("咖啡制備中");
Drinks drinks = new Coffee();
drinks.prepareDrinksTemplate();
System.out.println("咖啡好了");
System.out.println("*************************************");
System.out.println("橙汁制備中");
Drinks drinks2 = new OrangeJuice();
drinks2.prepareDrinksTemplate();
System.out.println("橙汁好了");
}
}
結(jié)果：
咖啡制備中
把水煮沸
用沸水沖泡咖啡
將飲料倒入杯中
加入糖和牛奶
咖啡好了
*************************************
橙汁制備中
把水煮沸
準(zhǔn)備榨汁機(jī)和榨汁機(jī)池颈，把橙子丟入機(jī)器中榨汁
將飲料倒入杯中
加入糖漿
橙汁好了
使用鉤子方法使代碼更靈活：
在制備橙汁時(shí)尾序，不想加入糖漿；
修改Drinks類躯砰，在加入調(diào)味料的步驟進(jìn)行判斷每币，編寫鉤子函數(shù)：
package com.hcx.pattern.template;
/**
* 抽象基類，為所有子類提供一個(gè)算法框架
* 飲料
* @author HCX
*
*/
public abstract class Drinks {
/**
* 使用final修飾琢歇，防止子類改變模版方法
* 制備飲料的模版方法
* 封裝了所有子類共同遵循的算法框架
*/
public final void prepareDrinksTemplate(){
//步驟一：把水煮沸
boilWater();
//步驟二：沖飲料
brew();
//步驟三：把飲料倒進(jìn)杯子
pourInCup();
//步驟四：加調(diào)味料
if(wantCondiments()){
addCondiments();
}
}
/**
* Hook：鉤子函數(shù)兰怠，提供一個(gè)默認(rèn)或空的實(shí)現(xiàn)
* 具體的子類可以自行決定是否掛鉤以及如何掛鉤则北，即是否重寫父類的鉤子函數(shù)
* 根據(jù)個(gè)人喜好，是否加入調(diào)料
* @return
*/
protected boolean wantCondiments() {
return true;
}
/**
* 基本方法：把水煮沸
* 對(duì)所有子類痕慢，是一個(gè)共同的行為，不需要向子類開放涌矢；將變化的東西放在高層代碼中掖举。
*/
private void boilWater() {
System.out.println("把水煮沸");
}
/**
* 基本方法：將飲料倒入杯中
*/
private void pourInCup() {
System.out.println("將飲料倒入杯中");
}
/**
* 不同的情況，具體的實(shí)現(xiàn)不同娜庇，設(shè)計(jì)為抽象方法塔次，需要在子類中可見，以便子類復(fù)寫名秀，提供具體的實(shí)現(xiàn)励负。
* 抽象的基本方法：加入調(diào)料
*/
protected abstract void addCondiments();
/**
* 抽象的基本方法：泡飲料
*/
protected abstract void brew();
}
在OrangeJuice中重寫鉤子函數(shù)時(shí)：
package com.hcx.pattern.template;
/**
* 具體子類，提供了橙汁的具體實(shí)現(xiàn)
* @author HCX
*
*/
public class OrangeJuice extends Drinks{
@Override
protected void brew() {
System.out.println("準(zhǔn)備橙子和榨汁機(jī)匕得，把橙子丟入機(jī)器中榨汁");
}
@Override
protected void addCondiments() {
System.out.println("加入糖漿");
}
/**
* 重寫父類的鉤子方法
* 不加入任何調(diào)料继榆，純正的橙汁
*/
@Override
protected boolean wantCondiments() {
return false;
}
}
測(cè)試類打印結(jié)果：
咖啡制備中
把水煮沸
用沸水沖泡咖啡
將飲料倒入杯中
加入糖和牛奶
咖啡好了
*************************************
橙汁制備中
把水煮沸
準(zhǔn)備橙子和榨汁機(jī)，把橙子丟入機(jī)器中榨汁
將飲料倒入杯中
橙汁好了
總結(jié)：
模版模式總結(jié).png
案例三：不同職位的工作
AbstractWork：
public abstract class AbstractWork {
protected void getUp(){
System.out.println("起床");
}
//上班有各種交通工具汁掠，讓子類靈活的實(shí)現(xiàn)
protected abstract void goToWork();
protected abstract void work();
protected abstract void getOffWork();
/**
* TemplateMethod:每個(gè)子類都擁有共同的執(zhí)行步驟
* final：不能改變略吨、繼承
*/
public final void newDay(){
getUp();
goToWork();
work();
getOffWork();
}
}
BossWork:
public class BossWork extends AbstractWork{
@Override
protected void goToWork() {
System.out.println("老板開著奔馳去上班");
}
@Override
protected void work() {
System.out.println("老板分配工作給員工");
}
@Override
protected void getOffWork() {
System.out.println("老板開著奔馳回家");
}
}
StaffWork:
public class StaffWork extends AbstractWork{
@Override
protected void goToWork() {
System.out.println("員工擠地鐵公交去上班");
}
@Override
protected void work() {
System.out.println("員工處理具體工作");
}
@Override
protected void getOffWork() {
System.out.println("員工加班到晚上十點(diǎn)，然后地鐵和公交還是好擠考阱，身心疲憊的回家了");
}
}
MyTest:
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
BossWork bossWork = new BossWork();
StaffWork staffWork = new StaffWork();
bossWork.newDay();
System.out.println("====================");
staffWork.newDay();
}
}
打印結(jié)果：
起床
老板開著奔馳去上班
老板分配工作給員工
老板開著奔馳回家
====================
起床
員工擠地鐵公交去上班
員工處理具體工作
員工加班到晚上十點(diǎn)翠忠，然后地鐵和公交還是好擠，身心疲憊的回家了
三乞榨、模版方法模式的適用場(chǎng)景及優(yōu)缺點(diǎn)
適用場(chǎng)景：
- 算法或操作遵循相似的邏輯
- 重構(gòu)時(shí)（把相同的代碼抽取到父類中）
- 重要秽之、復(fù)雜的算法，核心算法設(shè)計(jì)為模版算法
優(yōu)點(diǎn)：
- 封裝性好
- 復(fù)用性好
- 屏蔽細(xì)節(jié)
- 便于維護(hù)
缺點(diǎn)：
- 單繼承
四吃既、實(shí)例分析
分析處理各種日志
需求分析：
日志需求分析.png
可抽象為如下的步驟：
- 獲得文件
- 打開文件
- 讀取日志結(jié)構(gòu)
- 處理單行日志（會(huì)變化的部分考榨，延遲到子類實(shí)現(xiàn)）
- 清理工作
根據(jù)不同的情況，在變化部分的前后提供一些函數(shù)來提供擴(kuò)展鹦倚。
