设计模式之模板方法模式

模板方法模式：由子类决定如何实现父类算法中的哪一步。

例子：咖啡机自动冲咖啡，但是我们可能做卡布奇诺（Cappuccino），也可能做焦糖玛奇朵（CaramelMacchiato），但是总体来说步骤一致，只是最后加入的其他材料不太一样。

冲咖啡的步骤：获得咖啡豆（getBeans()），放入咖啡机（putIntoCoffeemaker()），磨碎咖啡豆（grindBeans()），冲咖啡（makeCoffee()）。

假设有这么一个抽象类，AutoCoffee，它的代码如下：

public abstract class AutoCoffee {
	
	//获得咖啡豆
	protected void getBeans(){
		System.out.println("获得咖啡豆");
	}
	
	//放入咖啡机
	protected void putIntoCoffeemaker(){
		System.out.println("放入咖啡机");
	}
	
	//磨碎咖啡豆
	protected void grindBeans(){
		System.out.println("磨碎咖啡豆");
	}
	
	//冲咖啡
	protected void makeCoffee(){
		System.out.println("冲咖啡");
	}
	
	//自动冲咖啡
	final public void autoMake(){
		this.getBeans();
		this.putIntoCoffeemaker();
		this.grindBeans();
		this.makeCoffee();
	}
}

客户端不用关心自动冲咖啡内部的步骤如何实现，只需要调用autoMake()方法就够了，既然这样，我们的步骤方法，都设为protected。

然后，我们需要一个设定，让咖啡机自动冲卡布奇诺，只需要在最后加入牛奶和奶泡就好了：

Cappuccino.java

public class Cappuccino extends AutoCoffee {
	
	@Override
	public void makeCoffee() {
		super.makeCoffee();
		System.out.println("加入牛奶和奶泡");
	}
}

再来一个设定，自动冲焦糖玛奇朵，只需要在最后加入牛奶和焦糖：

CaramelMacchiato.java

public class CaramelMacchiato extends AutoCoffee {

	@Override
	public void makeCoffee() {
		super.makeCoffee();
		System.out.println("加入牛奶和焦糖");
	}
	
}

OK，这样，来一个客户端：

Clinet.java

public class Clinet {
	public static void main(String[] args) {
			AutoCoffee cappuccino = new Cappuccino();
			AutoCoffee caramelMacchiato = new CaramelMacchiato();
			cappuccino.autoMake();
			caramelMacchiato.autoMake();
	}
}

输出结果：

获得咖啡豆

放入咖啡机

磨碎咖啡豆

冲咖啡

加入牛奶和奶泡

---------------------

获得咖啡豆

放入咖啡机

磨碎咖啡豆

冲咖啡

加入牛奶和焦糖

以上就是模板方法。是的，就是这么简单，或许你有疑问：如果子类需要更改冲咖啡的过程，或者需要稍微不同怎么办？

针对第一种情况，如果真的很不一样，需要大改，几近完全不同，那么，你不应该继承AutoCoffee这个抽象类，而是写一个类。但是如果只是稍微不同，那么我们就引用钩子（hook）的概念。

假设，我们的磨碎咖啡豆这一步骤，有手摇和电动两种选择，无论是卡布奇诺还是焦糖玛奇朵，我们都采用手动，但是实现方式不一样，我们可以这样编写抽象类AutoCoffee

public abstract class AutoCoffee {
	private boolean flag = true;	
	//获得咖啡豆
	protected void getBeans(){
		System.out.println("获得咖啡豆");
	}
	//放入咖啡机
	protected void putIntoCoffeemaker(){
		System.out.println("放入咖啡机");
	}
	//钩子方法
	protected boolean isMotorDriven(){
		return flag;
	}
	public void setFlag(boolean flag) {
		this.flag = flag;
	}	
	//磨碎咖啡豆
	protected void grindBeansByMotorDriven(){
		System.out.println("电动磨碎咖啡豆");
	}
	protected void grindBeansByHand(){
		System.out.println("手动磨碎咖啡豆");
	}	
	//冲咖啡
	protected void makeCoffee(){
		System.out.println("冲咖啡");
	}	
	//自动冲咖啡
	final public void autoMake(){
		this.getBeans();
		this.putIntoCoffeemaker();
		
		if(isMotorDriven()){
			this.grindBeansByMotorDriven();
		}else{
			this.grindBeansByHand();
		}
		this.makeCoffee();
	}
}

新增加一个属性：flag和setter方法，以及判断flag的isMotorDriven()方法，grindBeans()变为两个方法，一个是grindBeansByMotorDriven()电动磨碎咖啡豆，一个是grindBeansByHand()手动磨碎咖啡豆。autoMake()修改为判断isMotorDriven(),根据条件不同，选择是手动还是电动。flag为true，默认为电动。

子类实现：

public class Cappuccino extends AutoCoffee {
	//设为手动
	@Override
	protected boolean isMotorDriven() {	
		return false;
	}
	@Override
	public void makeCoffee() {
		super.makeCoffee();
		System.out.println("加入牛奶和奶泡");
	}
}

public class CaramelMacchiato extends AutoCoffee {
	@Override
	public void makeCoffee() {
		super.makeCoffee();
		System.out.println("加入牛奶和焦糖");
	}
}

Clinet.java

public class Clinet {
	public static void main(String[] args) {
			AutoCoffee cappuccino = new Cappuccino();
			AutoCoffee caramelMacchiato = new CaramelMacchiato();
			cappuccino.autoMake();
			System.out.println("------------------");
			caramelMacchiato.setFlag(false);
			caramelMacchiato.autoMake();
	}
}

卡布奇诺重写isMotorDriven()方法，返回false（而非flag属性），这样就只能是手动，客户端无法自己选择（即使调用setFlag()也不能改变），而焦糖玛奇朵是可以通过setFlag()来设置是手动还是电动。

结果如下：

获得咖啡豆

放入咖啡机

手动磨碎咖啡豆

冲咖啡

加入牛奶和奶泡

------------------

获得咖啡豆

放入咖啡机

手动磨碎咖啡豆

冲咖啡

加入牛奶和焦糖

模板方法还体现了一个重要的设计原则：好莱坞原则。但是很多人搞不清楚好莱坞原则和依赖倒置原则，改天另开博客，详述好莱坞原则、依赖倒置原则、控制反转和依赖注入的区别。