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模板模式

时间:2014-10-26 12:58:18      阅读:284      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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感觉上模板方法就是一个简单的继承,覆盖等。但它在运用当中的进行责任分块的思想是重点。

模板方法模式是类的行为模式。准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。


模板方法模式的结构

  模板方法模式是所有模式中最为常见的几个模式之一,是基于继承的代码复用的基本技术。

  模板方法模式需要开发抽象类和具体子类的设计师之间的协作。一个设计师负责给出一个算法的轮廓和骨架,另一些设计师则负责给出这个算法的各个逻 辑步骤。代表这些具体逻辑步骤的方法称做基本方法(primitive method);而将这些基本方法汇总起来的方法叫做模板方法(template method),这个设计模式的名字就是从此而来。

  模板方法所代表的行为称为顶级行为,其逻辑称为顶级逻辑。模板方法模式的静态结构图如下所示:

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  这里涉及到两个角色:

  抽象模板(Abstract Template)角色有如下责任:

  ■  定义了一个或多个抽象操作,以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。

  ■  定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法,它给出了一个顶级逻辑的骨架,而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中,推迟到子类实现。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。

  具体模板(Concrete Template)角色又如下责任:

  ■  实现父类所定义的一个或多个抽象方法,它们是一个顶级逻辑的组成步骤。

  ■  每一个抽象模板角色都可以有任意多个具体模板角色与之对应,而每一个具体模板角色都可以给出这些抽象方法(也就是顶级逻辑的组成步骤)的不同实现,从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

  源代码

  抽象模板角色类,abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤,这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。

 

 1 public abstract class AbstractTemplate {
 2     /**
 3      * 模板方法
 4      */
 5     public void templateMethod(){
 6         //调用基本方法
 7         abstractMethod();
 8         hookMethod();
 9         concreteMethod();
10     }
11     /**
12      * 基本方法的声明(由子类实现)
13      */
14     protected abstract void abstractMethod();
15     /**
16      * 基本方法(空方法)
17      */
18     protected void hookMethod(){}
19     /**
20      * 基本方法(已经实现)
21      */
22     private final void concreteMethod(){
23         //业务相关的代码
24     }
25 }

 

具体模板角色类,实现了父类所声明的基本方法,abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑,而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑,不是必须实现的。

 

 1 public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{
 2     //基本方法的实现
 3     @Override
 4     public void abstractMethod() {
 5         //业务相关的代码
 6     }
 7     //重写父类的方法
 8     @Override
 9     public void hookMethod() {
10         //业务相关的代码
11     }
12 }

 

模板模式的关键是:子类可以置换掉父类的可变部分,但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。

  每当定义一个新的子类时,不要按照控制流程的思路去想,而应当按照“责任”的思路去想。换言之,应当考虑哪些操作是必须置换掉的,哪些操作是可以置换掉的,以及哪些操作是不可以置换掉的。使用模板模式可以使这些责任变得清晰。

模板方法模式中的方法

  模板方法中的方法可以分为两大类:模板方法和基本方法。

  模板方法

  一个模板方法是定义在抽象类中的,把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。

  一个抽象类可以有任意多个模板方法,而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。

  基本方法

  基本方法又可以分为三种:抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。

  ●  抽象方法:一个抽象方法由抽象类声明,由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标示。

  ●  具体方法:一个具体方法由抽象类声明并实现,而子类并不实现或置换。

  ●  钩子方法:一个钩子方法由抽象类声明并实现,而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现,作为方法的默认实现。

  在上面的例子中,AbstractTemplate是一个抽象类,它带有三个方法。其中abstractMethod()是一个抽象方法,它由 抽象类声明为抽象方法,并由子类实现;hookMethod()是一个钩子方法,它由抽象类声明并提供默认实现,并且由子类置换掉。 concreteMethod()是一个具体方法,它由抽象类声明并实现。

  默认钩子方法

  一个钩子方法常常由抽象类给出一个空实现作为此方法的默认实现。这种空的钩子方法叫做“Do Nothing Hook”。显然,这种默认钩子方法在缺省适配模式里面已经见过了,一个缺省适配模式讲的是一个类为一个接口提供一个默认的空实现,从而使得缺省适配类的 子类不必像实现接口那样必须给出所有方法的实现,因为通常一个具体类并不需要所有的方法。

  命名规则

  命名规则是设计师之间赖以沟通的管道之一,使用恰当的命名规则可以帮助不同设计师之间的沟通。

  钩子方法的名字应当以do开始,这是熟悉设计模式的Java开发人员的标准做法。在上面的例子中,钩子方法hookMethod()应当以do开头;在HttpServlet类中,也遵从这一命名规则,如doGet()、doPost()等方法。

 


使用场景

  考虑一个计算存 款利息的例子。假设系统需要支持两种存款账号,即货币市场(Money Market)账号和定期存款(Certificate of Deposite)账号。这两种账号的存款利息是不同的,因此,在计算一个存户的存款利息额时,必须区分两种不同的账号类型。

  这个系统的总行为应当是计算出利息,这也就决定了作为一个模板方法模式的顶级逻辑应当是利息计算。由于利息计算涉及到两个步骤:一个基本方法给出账号种类,另一个基本方法给出利息百分比。这两个基本方法构成具体逻辑,因为账号的类型不同,所以具体逻辑会有所不同。

  显然,系统需要一个抽象角色给出顶级行为的实现,而将两个作为细节步骤的基本方法留给具体子类实现。由于需要考虑的账号有两种:一是货币市场账号,二是定期存款账号。系统的类结构如下图所示。

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  源代码

  抽象模板角色类

 1 public abstract class Account {
 2     /**
 3      * 模板方法,计算利息数额
 4      * @return    返回利息数额
 5      */
 6     public final double calculateInterest(){
 7         double interestRate = doCalculateInterestRate();
 8         String accountType = doCalculateAccountType();
 9         double amount = calculateAmount(accountType);
10         return amount * interestRate;
11     }
12     /**
13      * 基本方法留给子类实现
14      */
15     protected abstract String doCalculateAccountType();
16     /**
17      * 基本方法留给子类实现
18      */
19     protected abstract double doCalculateInterestRate();
20     /**
21      * 基本方法,已经实现
22      */
23     private double calculateAmount(String accountType){
24         /**
25          * 省略相关的业务逻辑
26          */
27         return 7243.00;
28     }
29 }

 

 1 public class MoneyMarketAccount extends Account {
 2 
 3     @Override
 4     protected String doCalculateAccountType() {
 5         
 6         return "Money Market";
 7     }
 8 
 9     @Override
10     protected double doCalculateInterestRate() {
11         
12         return 0.045;
13     }
14 
15 }

具体模板角色类

 1 public class CDAccount extends Account {
 2 
 3     @Override
 4     protected String doCalculateAccountType() {
 5         return "Certificate of Deposite";
 6     }
 7 
 8     @Override
 9     protected double doCalculateInterestRate() {
10         return 0.06;
11     }
12 
13 }
 1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         Account account = new MoneyMarketAccount();
 5         System.out.println("货币市场账号的利息数额为:" + account.calculateInterest());
 6         account = new CDAccount();
 7         System.out.println("定期账号的利息数额为:" + account.calculateInterest());
 8     }
 9 
10 }

 


模板方法模式在Servlet中的应用

  使用过 Servlet的人都清楚,除了要在web.xml做相应的配置外,还需继承一个叫HttpServlet的抽象类。HttpService类提供了一个 service()方法,这个方法调用七个do方法中的一个或几个,完成对客户端调用的响应。这些do方法需要由HttpServlet的具体子类提供, 因此这是典型的模板方法模式。下面是service()方法的源代码:

 1 protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
 2         throws ServletException, IOException {
 3 
 4         String method = req.getMethod();
 5 
 6         if (method.equals(METHOD_GET)) {
 7             long lastModified = getLastModified(req);
 8             if (lastModified == -1) {
 9                 // servlet doesn‘t support if-modified-since, no reason
10                 // to go through further expensive logic
11                 doGet(req, resp);
12             } else {
13                 long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
14                 if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) {
15                     // If the servlet mod time is later, call doGet()
16                     // Round down to the nearest second for a proper compare
17                     // A ifModifiedSince of -1 will always be less
18                     maybeSetLastModified(resp, lastModified);
19                     doGet(req, resp);
20                 } else {
21                     resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
22                 }
23             }
24 
25         } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
26             long lastModified = getLastModified(req);
27             maybeSetLastModified(resp, lastModified);
28             doHead(req, resp);
29 
30         } else if (method.equals(METHOD_POST)) {
31             doPost(req, resp);
32             
33         } else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
34             doPut(req, resp);        
35             
36         } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
37             doDelete(req, resp);
38             
39         } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
40             doOptions(req,resp);
41             
42         } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
43             doTrace(req,resp);
44             
45         } else {
46             //
47             // Note that this means NO servlet supports whatever
48             // method was requested, anywhere on this server.
49             //
50 
51             String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
52             Object[] errArgs = new Object[1];
53             errArgs[0] = method;
54             errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
55             
56             resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg);
57         }
58     }

当然,这个service()方法也可以被子类置换掉。

  下面给出一个简单的Servlet例子:

    bubuko.com,布布扣

  从上面的类图可以看出,TestServlet类是HttpServlet类的子类,并且置换掉了父类的两个方法:doGet()和doPost()。

 1 public class TestServlet extends HttpServlet {
 2 
 3     public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
 4             throws ServletException, IOException {
 5         
 6         System.out.println("using the GET method");
 7 
 8     }
 9 
10     public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
11             throws ServletException, IOException {
12             
13         System.out.println("using the POST method");
14     }
15 
16 }

从上面的例子可以看出这是一个典型的模板方法模式。

  HttpServlet担任抽象模板角色

    模板方法:由service()方法担任。

    基本方法:由doPost()、doGet()等方法担任。

  TestServlet担任具体模板角色

    TestServlet置换掉了父类HttpServlet中七个基本方法中的其中两个,分别是doGet()和doPost()。

 

模板模式

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原文地址:http://www.cnblogs.com/liangstudyhome/p/4051815.html

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