Java设计模式（3）Template Method模式 将具体处理交给子类

一、Template Method模式

在模板模式（Template Method）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。
是带有模版功能的模式，组成模版的方法被定义在父类中，由于这些方法是抽象方法，所以至查看父类的代码是无法知道这些方法最终会进行何种具体的处理，唯一能知道的就是父类是如何调用这些方法的。

二、使用介绍

意图：

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决：

一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用：

有一些通用的方法。

如何解决：

将这些通用算法抽象出来。

关键代码：

在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

优点： 

1、封装不变部分，扩展可变部分。 
2、提取公共代码，便于维护。 
3、行为由父类控制，子类实现。

缺点：

每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

使用场景： 

1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。 
2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项：

为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。

三、示例程序

1.示例程序类的一览表

类名	说明
AbstractDisplay.java	只实现了display方法的抽象类
CharDisplay.java	实现了open、print、close方法的类
StringDisplay.java	实现了open、print、close方法的类
Main.java	测试示例程序的类

二、示例程序类图

3.AbstractDisplay抽象类

public abstract class AbstractDisplay { //抽象类AbstractDisplay
/**
* 在AbstractDisplay类中定义了display方法，而且在该方法中一次调用了open、print、close这3个方法，虽然这3个方法已经在
* AbstractDisplay中被声明了，但都是没有实体的抽象方法，这里，调用抽象方法display方法就是模版方法。
* 而实际上实现了open、print、close这3个抽象方法的是AbstractDisplay的子类CharDisplay和StringDisplay类。
*/
public abstract void open(); //交给子类去实现的抽象方法open

public abstract void print(); //交给子类去实现的抽象方法print

public abstract void close(); //交给子类去实现的抽象方法close

public final void display() { //本抽象类中实现的display方法
open(); //首先打开
for (int i = 0; i < 5; i++) { //循环调用print
print();
}
close(); //最后关闭
}
}

4.CharDisplay类

public class CharDisplay extends AbstractDisplay {
/**
* CharDisplay类实现了AbstractDisplay类中的3个抽象方法open、print、close因此它并不是抽象类
* 当display方法被调用时，结果会如何？假设我们向CharDisplay的构造函数中传递的参数是H这个字符，
* 那么最终显示出来的会是如下结果：<<HHHHH>>
*/
private char ch;

public CharDisplay(char ch) {
this.ch = ch;
}

@Override
public void open() {
System.out.print("<< ");
}

@Override
public void print() {
System.out.print(ch);
}

@Override
public void close() {
System.out.println(" >>");
}
}

5.StringDisplay类

public class StringDisplay extends AbstractDisplay {
private String string;
private int width;

public StringDisplay(String string) {
this.string = string;
this.width = string.getBytes().length;
}

@Override
public void open() {
printLine();
}

@Override
public void print() {
System.out.println("| " + string + " |");
}

@Override
public void close() {
printLine();
}

private void printLine() {
System.out.print("+");
for (int i = 0; i < width; i++) {
System.out.print("-");
}
System.out.println("+");
}
}

6.Main类

public class Main {
public static void main(String[] args) {
AbstractDisplay d1 = new CharDisplay('H');
AbstractDisplay d2 = new StringDisplay("Hello, world");
AbstractDisplay d3 = new StringDisplay("你好，世界。");
d1.display();
d2.display();
d3.display();
}
}

7.运行示例程序

<< HHHHH >>
+------------+
| Hello, world |
| Hello, world |
| Hello, world |
| Hello, world |
| Hello, world |
+------------+
+------------------+
| 你好，世界。 |
| 你好，世界。 |
| 你好，世界。 |
| 你好，世界。 |
| 你好，世界。 |
+------------------+

8.角色说明

AbstractClass（抽象类）
AbstractClass角色不仅负责实现模板方法，还负责声明在模板方法中所使用到的抽象方法。这些抽象方法由子类ConcreteClass角色负责实现。AbstractDisplay是为抽象类。

ConcreteClass（实现类）
该角色负责具体实现AbstractClass角色中定义的抽象方法，这里实现的方法将会在AbstractClass角色模板方法中被调用。CharDisplay类和StringDisplay类是为实现类。

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