一分钟学会《模板方法模式》

前言

只有光头才能变强。

文本已收录至个人GitHub仓库，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

在上一篇有读者说，一分钟就看完门面模式了，因此今天的标题就取《一分钟学会模板方法模式》

回顾前面所写过的设计模式：

• 给女友讲解什么是代理模式
• 包装模式就是这么简单啦
• 单例模式你会几种写法？
• 工厂模式理解了没有？
• 策略模式原来就这么简单！
• 三分钟学会门面模式！

不管是面试仍是我的的提高，设计模式是必学的。今天来说解模板方法模式~

1、模板方法模式

1.1模板方法模式现实例子

你们都知道，我每次写原创技术文章，开头总会有“只有光头才能变强”。我固然不可能每次写文章的时候都去复制这句话(由于这样太麻烦了)。

我有本身的写做模板，给你们看一下：

前言和最后都是固定下来的，至于第一点和第二点就得看是写什么文章，写不一样的文章对应的内容也是不同的。

每次我写文章的时候，只要在这个模板上添加我本身想写的东西就行了，就不用每次都复制一遍相同的内容，这样就大大减小个人工做量啦。

1.2回到代码世界

代码来源于生活，一样地我能够将我写文章的过程用代码来描述，你们来看一下。

3y每篇文章都会有“前言”和“最后”的内容，3y把这两个模块写出来了。

// 3y的文章模板
public class Java3yWriteArticle {
    
    // 前言
    public void introduction() {
        System.out.println("只有光头才能变强");
    }

    // 最后
    public void theLast() {
        System.out.println("关注个人公众号：Java3y");

    }
}

3y写文章的时候，3y可能就会这样使用：

// 3y写文章
    public static void main(String[] args) {

        Java3yWriteArticle writeArticle = new Java3yWriteArticle();

        // 前言
        writeArticle.introduction();

        // 实际内容
        System.out.println("你们好，我是3y，今天来给你们分享我写的模板方法模式");

        // 最后
        writeArticle.theLast();
    }

这样是能够完成3y写文章的功能，可是这样作好吗？这时候3y女友也想写文章，她的文章一样也想有“前言”和“最后”两个模块，因此3y女友的文章模板是这样的：

// 3y女友的文章模板
public  class Java3yGFWriteArticle {

    // 前言
    public void introduction() {
        System.out.println("balabalabalalabalablablalab");
    }

    // 最后
    public void theLast() {
        System.out.println("balabalabalalabalablablalab");

    }
}

那3y女友写文章的时候，可能也会这样使用：

// 3y女友写文章
    public static void main(String[] args) {
        Java3yGFWriteArticle java3yGFWriteArticle = new Java3yGFWriteArticle();

        // 前言
        java3yGFWriteArticle.introduction();

        // 实际内容
        System.out.println("3y是傻子，不用管他");

        // 最后
        java3yGFWriteArticle.theLast();

    }

能够发现3y和3y女友要写文章的时是要重复调用introduction();和theLast();。而且，3y的文章模板和3y女友的文章模板中的“前言”和“最后”只是实现内容的不一样，却定义了两次，明显就是重复的代码。面对重复的代码咱们会作什么？很简单，抽取出来！

因而咱们就能够抽取出一个通用的WriteArticle(为了方便调用，咱们还将写文章的步骤封装成一个方法)：

// 通用模板
public abstract class WriteArticle {

    // 每一个人的“前言”都不同，因此抽象(abstract)
    protected abstract void introduction();

    // 每一个人的“最后”都不同，因此抽象(abstract)
    protected abstract void theLast();


    // 实际要写的内容，每一个人的“实际内容”都不同，因此抽象(abstract)
    protected abstract void actualContent();
    
    // 写一篇完整的文章(为了方便调用，咱们将这几个步骤分装成一个方法)
    public final void writeAnCompleteArticle() {

        // 前言
        introduction();

        // 实际内容
        actualContent();

        // 最后
        theLast();
    }
}

因此，3y的模板就能够继承通用模板，在通用模板上实现本身想要的就行了：

// 3y的文章模板
public  class Java3yWriteArticle extends WriteArticle {

    // 前言
    @Override
    public void introduction() {
        System.out.println("只有光头才能变强");
    }

    // 最后
    @Override
    public void theLast() {
        System.out.println("关注个人公众号：Java3y");

    }
    @Override
    protected void actualContent() {
        System.out.println("你们好，我是3y，今天来给你们分享我写的模板方法模式");
    }
}

一样地，3y女友的文章模板也是相似的：

// 3y女友的文章模板
public  class Java3yGFWriteArticle extends WriteArticle {

    // 前言
    @Override
    public void introduction() {
        System.out.println("balabalabalalabalablablalab");
    }

    // 最后
    @Override
    public void theLast() {
        System.out.println("balabalabalalabalablablalab");

    }

    @Override
    protected void actualContent() {
        System.out.println("3y是傻子，不用管他");
    }
}

想要真正写文章的时候就十分方便了：

// 3y写文章
    public static void main(String[] args) {

        WriteArticle java3ywriteArticle = new Java3yWriteArticle();
        java3ywriteArticle.writeAnCompleteArticle();
    }

	// 3y女友写文章
    public static void main(String[] args) {
        WriteArticle java3yGFWriteArticle = new Java3yGFWriteArticle();
        java3yGFWriteArticle.writeAnCompleteArticle();
    }

要点：

• 把公共的代码抽取出来，若是该功能是不肯定的，那咱们将其修饰成抽象方法。
• 将几个固定步骤的功能封装到一个方法中，对外暴露这个方法，就能够很是方便调用了。

嗯，上面的就是模板方法模式，就这么简单！

1.3模板方法模式介绍

《设计模式之禅》：

定义一个操做中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中。使子类能够不改变一个算法的结构便可重定义该算法的某些步骤。

根据咱们上面的例子，来说讲这段话的含义：

• 定义一个操做中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中。
  • WriteArticle中有一个writeAnCompleteArticle()方法，该方法定义了发文章的全部步骤，可是这些步骤大可能是抽象的，得由子类来实现。
• 使子类能够不改变一个算法的结构便可重定义该算法的某些步骤
  • 外界是经过调用writeAnCompleteArticle()方法来写文章的，子类若是改变具体的实现就会间接改变了算法的细节。

好比3y在文章模板中的introduction()改了，“只有充钱才能变强”

@Override
    public void introduction() {
        System.out.println("只有充钱才能变强");
    }

咱们没有碰过writeAnCompleteArticle()的代码，但再次调用这个方法的时候，具体的实现就会发生改变(由于writeAnCompleteArticle受子类的具体实现影响)

下面咱们看一下模板方法模式的通用类图：

在模板方法模式中，也有几个术语，根据咱们的例子中的注释，我给你们介绍一下：

// 抽象模板类
public abstract class WriteArticle {


    // 基本方法
    protected abstract void introduction();

    // 基本方法
    protected abstract void theLast();
    
    // 基本方法
    protected abstract void actualContent();

    // 模板方法
    public final void writeAnCompleteArticle() {
        introduction();
        actualContent();
        theLast();
    }
}

// 具体模板类
public class Java3yWriteArticle extends WriteArticle {

    // 实现基本方法
    @Override
    public void introduction() {
        System.out.println("只有充钱才能变强");
    }

    // 实现基本方法
    @Override
    public void theLast() {
        System.out.println("关注个人公众号：Java3y");
    }

    // 实现基本方法
    @Override
    protected void actualContent() {
        System.out.println("你们好，我是3y，今天来给你们分享我写的模板方法模式");
    }
}

• 基本方法：在子类实现，而且在模板方法中被调用
• 模板方法：定义了一个框架，实现对基本方法的调用，完成固定的逻辑。

1.4模板方法的优缺点

优势：

• 封装不变的部分，扩展可变的部分。把认为是不变的部分的算法封装到父类，可变部分的交由子类来实现！
• 提取公共部分的代码，行为由父类控制，子类实现！

缺点：

• 抽象类定义了部分抽象方法，这些抽象的方法由子类来实现，子类执行的结果影响了父类的结果(子类对父类产生了影响)，会带来阅读代码的难度！

1.5模板方法模式JDK应用

最经典的就是JUC包下的AQS(AbstractQueuedSynchronizer)了。AQS是什么？

AQS其实就是一个能够给咱们实现锁的框架。内部实现的关键是：先进先出的队列、state状态

咱们能够看一下AQS定义的acquire()

public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

acquire()至关于模板方法，tryAcquire(arg)至关于基本方法。

最后

模板方法模式也很简单呀，一个抽象类有基本方法(等着被子类实现的方法)，有模板方法(对外暴露、调用基本方法、定义了算法的框架)，那就完事了。

推荐阅读和参考资料：

• 《设计模式之禅》
• https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/54910518
• https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7564039

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