《Head First 设计模式》之模板方法模式——冲泡咖啡和茶

模板方法模式（Template）

　　——在一个方法中定义了一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

• 好莱坞原则：别调用（打电话给）我们，我们会调用（打电话给）你。

• 要点：

1. 模板方法的抽象类可以定义具体方法、抽象方法和钩子。抽象方法由子类实现。
2. 钩子是一种方法，在抽象类中不做事，或只做默认的事，子类可以选择要不要覆盖它。
3. 为了防止子类改变模板方法中的算法，可以将模板方法声明为final。
4. 好莱坞原则告诉我们，将决策权放在高层模块中，以便决定如何以及何时调用低层模块。
5. 策略模式和模板方法模式都封装算法，一个用组合，一个用继承。
6. 工厂方法（由子类决定实例化哪个具体类）是模板方法（子类决定如何实现算法中的步骤）的一种特殊版本。

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示例：

咖啡冲泡法

1. 把水煮沸
2. 用沸水冲泡咖啡
3. 把咖啡倒进杯子
4. 加糖和牛奶

茶冲泡法

1. 把水煮沸
2. 用沸水冲泡茶叶
3. 把茶倒进杯子
4. 加柠檬

茶和咖啡是如此得相似，似乎我们应该将共同的部分抽取出来，放进一个基类中。

public abstract class CaffeineBeverage {
    // 现在，用同一个prepareRecipe()方法来处理茶和咖啡。
    // prepareRecipe()方法被声明为final，因为我们不希望子类覆盖这个方法
    // 我们将第2步和第4步泛化成为brew()和addCondiments()
    final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    // 因为咖啡和茶处理这些方法的做法不同，所以这两个方法必须被声明为抽象，
    // 剩余的东西留给子类去操心
    abstract void addCondiments();
    abstract void brew();

    public void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    public void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }
}

让我们细看抽象类是如何被定义的，包括了它内含的模板方法和原语操作。

// 这就是我们的抽象类。它被声明为抽象，用来作为基类，其子类必须实现其操作
public abstract class AbstractClass {
    // 这就是模板方法。它被声明为final，以免子类改变这个算法的顺序。
    final void templateMethod() {
        // 模板方法定义了一连串的步骤，每个步骤由一个方法代表
        primitiveOperation1();
        primitiveOperation2();
        concreteOperation();
    }

    // 在这个范例中有两个原语操作，具体子类必须实现它们
    abstract void primitiveOperation1();
    abstract void primitiveOperation2();
    
    // 这个抽象类有一个具体的操作。
    void concreteOperation() {
        // ...
    }
}

接着需要处理咖啡和茶类，这两个类现在都是依赖超类来处理冲泡法，所以只需要自行处理冲泡和添加调料部分：

public class Coffee extends CaffeineBeverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Dripping coffee through filter");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding Sugar and Milk");
    }
}

public class Tea extends CaffeineBeverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Steeping the tea");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding Lemon");
    }
}

 

钩子的使用

public abstract class CaffeineBeverageWithHook {
    final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        // 我们加上了一个小小的条件语句，而该条件是否成立，
        // 是由一个具体方法customerWantsCondiments()决定的。
        // 如果顾客“想要”调料，只有这时我们才调用addCondiments()。
        if (customerWantsCondiments()) {
            addCondiments();
        }
    }

    abstract void addCondiments();
    abstract void brew();

    public void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    public void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    // 我们在这里定义了一个方法，（通常）是空的缺省实现。这个方法只会返回true，不做别的事。
    // 这就是一个钩子，子类可以覆盖这个方法，但不见得一定要这么做。
    boolean customerWantsCondiments() {
        return true;
    }
}

 

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用模板方法排序

　　Java数组类的设计者提供给我们一个方便的模板方法用来排序。必须实现Comparable接口，提供这个接口所声明的compareTo()方法。

其他模板方法实例

1. java.io的InputStream类有一个read()方法，是由子类实现的，而这个方法又会被read(byte b[], int off, int len)模板方法使用。
2. Swing的JFrame继承了一个paint()方法。在默认状态下，paint()是不做事情的，因为它是一个“钩子”。通过覆盖paint()，可以将自己的代码插入JFrame的算法中，显示出想要的画面。
3. applet是一个能在网页上面执行的小程序。任何applet必须继承自Applet类，而Applet类中提供了好些钩子。