本文參考自： 《JAVA設(shè)計模式》之模板模式(Template)

1. 作用

模板方法模式是類的行為模式。準(zhǔn)備一個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構(gòu)造函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，然后聲明一些抽象方法來迫使子類實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)這些抽象方法，從而對剩余的邏輯有不同的實(shí)現(xiàn)。這就是模板方法模式的用意。

2. 結(jié)構(gòu)

模板方法模式是所有模式中最為常見的幾個模式之一，是基于繼承的代碼復(fù)用的基本技術(shù)。

模板方法模式需要開發(fā)抽象類和具體子類的設(shè)計師之間的協(xié)作。一個設(shè)計師負(fù)責(zé)給出一個算法的輪廓和骨架，另一些設(shè)計師則負(fù)責(zé)給出這個算法的各個邏輯步驟。代表這些具體邏輯步驟的方法稱做基本方法(primitive method)；而將這些基本方法匯總起來的方法叫做模板方法(template method)，這個設(shè)計模式的名字就是從此而來。

模板方法所代表的行為稱為頂級行為，其邏輯稱為頂級邏輯。模板方法模式的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

模版方法模式結(jié)構(gòu)

模版方法模式中有兩個主要的角色

• 抽象的模版方法 AbstractTemplate

1. 定義了一個或多個抽象操作，以便讓子類實(shí)現(xiàn)。這些抽象操作叫做基本操作，它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
2. 定義并實(shí)現(xiàn)了一個模板方法。這個模板方法一般是一個具體方法，它給出了一個頂級邏輯的骨架，而邏輯的組成步驟在相應(yīng)的抽象操作中，推遲到子類實(shí)現(xiàn)。頂級邏輯也有可能調(diào)用一些具體方法。

• 具體的模版方法 ConcreteTemplate

1. 實(shí)現(xiàn)父類所定義的一個或多個抽象方法，它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
2. 每一個抽象模板角色都可以有任意多個具體模板角色與之對應(yīng)，而每一個具體模板角色都可以給出這些抽象方法（也就是頂級邏輯的組成步驟）的不同實(shí)現(xiàn)，從而使得頂級邏輯的實(shí)現(xiàn)各不相同。

3. 模版方法模式中的方法

3.1 模版方法

一個模板方法是定義在抽象類中的，把基本操作方法組合在一起形成一個總算法或一個總行為的方法。

一個抽象類可以有任意多個模板方法，而不限于一個。每一個模板方法都可以調(diào)用任意多個具體方法。

子類不可以對模版方法進(jìn)行覆蓋或者重寫

3.2 基本方法

基本方法又可以分為三種：抽象方法(Abstract Method)、具體方法(Concrete Method)和鉤子方法(Hook Method)。

• 抽象方法
  一個抽象方法由抽象類聲明，由具體子類實(shí)現(xiàn)。在Java語言里抽象方法以abstract關(guān)鍵字標(biāo)示。它是子類必須實(shí)現(xiàn)的方法
• 鉤子方法
  一個鉤子方法由抽象類聲明并實(shí)現(xiàn)，而子類會加以擴(kuò)展。通常抽象類給出的實(shí)現(xiàn)是一個空實(shí)現(xiàn)，作為方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。它是子類可以選擇性實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)的方法
• 具體方法
  一個具體方法由抽象類聲明并實(shí)現(xiàn)，而子類并不實(shí)現(xiàn)或置換。它是子類不可更改的方法。

3.3 默認(rèn)鉤子方法

一個鉤子方法常常由抽象類給出一個空實(shí)現(xiàn)作為此方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。這種空的鉤子方法叫做“Do Nothing Hook”。顯然，這種默認(rèn)鉤子方法在缺省適配模式里面已經(jīng)見過了，一個缺省適配模式講的是一個類為一個接口提供一個默認(rèn)的空實(shí)現(xiàn)，從而使得缺省適配類的子類不必像實(shí)現(xiàn)接口那樣必須給出所有方法的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橥ǔＲ粋€具體類并不需要所有的方法。

4. 實(shí)現(xiàn)

抽象的模版類

public abstract class AbstractTemplate {
    
    /**
     * 模版方法：頂層的統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)邏輯，子類不能更改或者替換
     */
    public void templateMethod() {
        System.out.println("頂層模版類的模版方法");
        abstractMethod();
        hoodMethod();
        concreteMethod();
    }
    /**
     * 抽象方法：子類必須實(shí)現(xiàn)和替換的方法
     */
    public abstract void abstractMethod();
    
    /**
     * 鉤子方法：子類可以選擇性的實(shí)現(xiàn)或者不實(shí)現(xiàn)的方法
     */
    public void hoodMethod() {
        
    }
    
    /**
     * 基本方法：頂層模版類實(shí)現(xiàn)的方法，子類不能更改的方法
     */
    public void concreteMethod() {
        System.out.println("頂層模版類實(shí)現(xiàn)的具體方法");
    }
}

具體的模版類

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{
    
    @Override
    public void abstractMethod() {
        System.out.println("子類實(shí)現(xiàn)的抽象方法");
    }
    
    @Override
    public void hoodMethod() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("子類更改的鉤子方法");
    }

}

客戶端調(diào)用

public class TemplatePatternMain {

    public static void main(String[] args) {
        
        AbstractTemplate template = new ConcreteTemplate();
        
        template.templateMethod();
    }

}

5. 實(shí)際使用例子

考慮一個計算存款利息的例子。假設(shè)系統(tǒng)需要支持兩種存款賬號，即貨幣市場(Money Market)賬號和定期存款(Certificate of Deposite)賬號。這兩種賬號的存款利息是不同的，因此，在計算一個存戶的存款利息額時，必須區(qū)分兩種不同的賬號類型。

這個系統(tǒng)的總行為應(yīng)當(dāng)是計算出利息，這也就決定了作為一個模板方法模式的頂級邏輯應(yīng)當(dāng)是利息計算。由于利息計算涉及到兩個步驟：一個基本方法給出賬號種類，另一個基本方法給出利息百分比。這兩個基本方法構(gòu)成具體邏輯，因?yàn)橘~號的類型不同，所以具體邏輯會有所不同。

顯然，系統(tǒng)需要一個抽象角色給出頂級行為的實(shí)現(xiàn)，而將兩個作為細(xì)節(jié)步驟的基本方法留給具體子類實(shí)現(xiàn)。由于需要考慮的賬號有兩種：一是貨幣市場賬號，二是定期存款賬號。系統(tǒng)的類結(jié)構(gòu)如下圖所示。

代碼結(jié)構(gòu)

抽象的模版類

public abstract class Account {
    
    /**
     * 模版方法：計算利息
     */
    public double calculateInterest() {
        double rate = getRate();
        String name = getName();
        double ammount = getAmmount(name);
        double interest = ammount * rate;
        return interest;
    }
    
    /**
     * 抽象方法：由子類實(shí)現(xiàn)，返回不同賬戶的利率
     */
    public abstract double getRate();

    /**
     * 抽象方法：由子類實(shí)現(xiàn)，返回賬戶的名稱
     */
    public abstract String getName();
    
    /**
     * 基本方法：由頂層模版類自己實(shí)現(xiàn)，子類不可重寫，計算賬戶余額
     * @param name：賬戶名稱
     * @return：
     */
    public double getAmmount(String name) {
        //還需要利用其他方法，最后計算出賬戶目前的余額，這里省略
        return 10.11;
    }
}

具體的模版類

public class MoneyMarketAccount extends Account{

    @Override
    public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return "money market";
    }
    
    @Override
    public double getRate() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 2.0;
    }
}

public class CDAccount extends Account{

    @Override
    public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return "CD Account";
    }
    
    @Override
    public double getRate() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 3.0;
    }
}

客戶端調(diào)用

public class TemplatePatternDemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Account moneyMarketAccout = new MoneyMarketAccount();
        Account cdAccount = new CDAccount();
        
        System.out.println("money market account interest:"+moneyMarketAccout.calculateInterest());
        System.out.println("cd account interest:"+cdAccount.calculateInterest());
    }

}