Java中的模板方法设计模式

模板方法是一种行为设计模式。模板方法设计模式用于创建方法存根，并将实现的一些步骤推迟到子类。

模板方法设计模式

模板方法定义了执行算法的步骤，并且可以提供默认实现，这些实现可能对所有或某些子类都是共同的。让我们通过一个例子来理解这种模式，假设我们想提供一个构建房屋的算法。构建房屋需要执行的步骤包括-建造基础、建造支柱、建造墙壁和窗户。重要的一点是，我们不能改变执行顺序，因为我们不能在建造基础之前建造窗户。所以在这种情况下，我们可以创建一个模板方法，该方法将使用不同的方法来建造房屋。现在，为房屋建造基础对于所有类型的房屋都是相同的，无论是木屋还是玻璃屋。因此，我们可以为此提供基本实现，如果子类想要重写此方法，他们可以，但大多数情况下，它对所有类型的房屋都是共同的。为了确保子类不会覆盖模板方法，我们应该将其设置为final。

模板方法抽象类

由于我们希望某些方法由子类实现，因此我们必须将基类设置为抽象类。HouseTemplate.java

package com.journaldev.design.template;

public abstract class HouseTemplate {

	//模板方法，最终使得子类无法覆盖
	public final void buildHouse(){
		buildFoundation();
		buildPillars();
		buildWalls();
		buildWindows();
		System.out.println("House is built.");
	}

	//默认实现
	private void buildWindows() {
		System.out.println("Building Glass Windows");
	}

	//由子类实现的方法
	public abstract void buildWalls();
	public abstract void buildPillars();

	private void buildFoundation() {
		System.out.println("Building foundation with cement,iron rods and sand");
	}
}

buildHouse()是模板方法，定义了执行多个步骤的执行顺序。

模板方法具体类

我们可以有不同类型的房屋，比如木屋和玻璃屋。WoodenHouse.java

package com.journaldev.design.template;

public class WoodenHouse extends HouseTemplate {

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("Building Wooden Walls");
	}

	@Override
	public void buildPillars() {
		System.out.println("Building Pillars with Wood coating");
	}

}

我们也可以重写其他方法，但出于简单起见，我没有这样做。GlassHouse.java

package com.journaldev.design.template;

public class GlassHouse extends HouseTemplate {

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("Building Glass Walls");
	}

	@Override
	public void buildPillars() {
		System.out.println("Building Pillars with glass coating");
	}

}

模板方法设计模式客户端

让我们使用测试程序来测试我们的模板方法示例。HousingClient.java

package com.journaldev.design.template;

public class HousingClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		HouseTemplate houseType = new WoodenHouse();
		
		//使用模板方法
		houseType.buildHouse();
		System.out.println("************");
		
		houseType = new GlassHouse();
		
		houseType.buildHouse();
	}

}

请注意，客户端正在调用基类的模板方法，根据不同步骤的实现，它使用了基类和子类的一些方法。上述程序的输出是：

Building foundation with cement,iron rods and sand
Building Pillars with Wood coating
Building Wooden Walls
Building Glass Windows
House is built.
************
Building foundation with cement,iron rods and sand
Building Pillars with glass coating
Building Glass Walls
Building Glass Windows
House is built.

模板方法类图

JDK中的模板方法设计模式

• java.io.InputStream、java.io.OutputStream、java.io.Reader 和 java.io.Writer 的所有非抽象方法。java.util.AbstractList、java.util.AbstractSet 和 java.util.AbstractMap 的所有非抽象方法。
• 所有非抽象方法都必须是final的。

模板方法设计模式的重要点

1. 模板方法应包含一系列固定顺序的步骤，并且对于一些方法，实现从基类到子类不同。
2. 大多数情况下，子类调用超类的方法，但在模板模式中，超类模板方法调用子类的方法，这就是好莱坞原则 – “别找我们，我们会找你的。”。
3. 具有默认实现的基类中的方法被称为钩子，它们旨在由子类重写，如果你不希望某些方法被重写，可以将它们声明为final，例如在我们的例子中，我们可以将buildFoundation()方法声明为final，因为我们不希望子类重写它。

关于Java中的模板方法设计模式就介绍到这里，希望你喜欢。