一个最简单的设计模式-模板方法

《head first设计模式》已经读了不止一遍，但是始终没有进行系统的进行总结。所以近期开始总结设计模式相关的知识，从模板方法模式开始，因为是一个我认为是最简单的设计模式。（推荐视频资源）

提出&解决问题

提出问题

实现制作咖啡功能。且制作咖啡需要四个步骤 ：

1. 烧水
2. 冲泡咖啡
3. 倒入杯中
4. 加糖

代码实现

/**
 * 一杯加糖咖啡
 *
 * @author jann lee
 * @date 2019-07-14 18:37
 */
public class coffee {

    /**
     * 制作一杯加糖咖啡
     */
    public void preparerecipe() {
        boilwater();
        steepteabag();
        portincup();
        addlemon();
    }

    /**
     * step1: 烧水
     */
    private void boilwater() {
        system.out.println("烧水...");
    }

    /**
     * step2：冲泡咖啡
     */
    private void steepteabag() {
        system.out.println("冲泡咖啡...");
    }

    /**
     * step3: 倒入杯中
     */
    private void portincup() {
        system.out.println("倒入杯中...");
    }

    /**
     * step4: 加糖
     */
    private void addlemon() {
        system.out.println("加糖...");
    }

再次提出问题此时此刻我需要一杯柠檬茶呢？【烧水，冲泡茶包，倒入杯中，加柠檬】

这个问题当然很简单，我们只需要如法炮制即可。

public class tea {

    /**
     * 制作一杯柠檬茶
     */
    public void preparerecipe(){
        boilwater();
        brewcoffeegrinds();
        portincup();
        addsugarandmilk();
    }

    /**
     * step1: 烧水
     */
    private void boilwater() {
        system.out.println("烧水...");
    }

    /**
     * step2：冲泡咖啡
     */
    private void brewcoffeegrinds() {
        system.out.println("冲泡茶包...");
    }

    /**
     * step3: 倒入杯中
     */
    private void portincup() {
        system.out.println("倒入杯中...");
    }

    /**
     * step4: 加柠檬
     */
    private void addsugarandmilk() {
        system.out.println("加入柠檬片...");
    }
}

思考

​ 如果此时我们又需要一杯不加柠檬的茶，加奶的咖啡...，当然我们可以按照上面方式重新依次实现即可。但是如果你是一个有经验的程序员，或者你学习过设计模式。你可能会发现以上功能实现的步骤/流程固定，当需求发生变化时，只有小部分步骤有所改变。

优化代码

根据面向对象程序的特点，既抽象，封装，继承，多态。我们可以对代码进行抽象，将公共代码提取到基类。我们将咖啡和茶抽象成咖啡因饮料，将其中相同的两步，烧水和倒入杯中再父类中实现，将冲泡和添加调料延迟到子类。

1. 定义一个基类

public abstract class cafeinebeverage {
    /**
     * 制作一杯咖啡因饮料
     */
    public void preparerecipe() {
        boilwater();
        brew();
        portincup();
        addcondiments();
    }

    /**
     * step1: 烧水
     */
    private void boilwater() {
        system.out.println("烧水...");
    }

    /**
     * step2：冲泡
     */
    protected abstract void brew();

    /**
     * step3: 入杯中
     */
    private void portincup() {
        system.out.println("倒入杯中...");
    }

    /**
     * step4: 加调料
     */
    protected abstract void addcondiments();
}

// 一杯加糖咖啡
public class coffeebeverage extends cafeinebeverage{

    @override
    protected void brew() {
        system.out.println("冲泡咖啡...");
    }

    @override
    protected void addcondiments() {
        system.out.println("加糖...");
    }
}

// 一杯柠檬茶
public class teabeverage extends cafeinebeverage {
    @override
    protected void brew() {
        system.out.println("冲泡茶包...");
    }

    @override
    protected void addcondiments() {
        system.out.println("加柠檬...");
    }
}

模板方法模式

如果按以上方式对代码进行了优化，其实就实现了模板方法模式。一下是模板方法模式相关概念。

动机

• 在软件构建过程中，对于某一项任务，它常常有稳定的整体操作结构，但是各个子步骤却有很多改变的需求，或者由于固有的原因（比如框架与应用之间的关系）而无法和任务的整体结构同时实现
• 如何在确定稳定的操作结构的前提下，来灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求？

定义

定义一个操作中算法的骨架（稳定），而将一些步骤延迟（变化）到子类。template method使得子类可以不改变（复用）一个算法的结构，即可重新定义（override）该算法的特定步骤。

要点总结

• template method是一种非常基础性的设计模式，在面向对象系统中，有着大量的应用。他用最简洁的机制(抽象类的多态，为很多应用框架提供了灵活的扩展点，是代码复用方面最基本实现结构)
• 除了可以灵活应对子步骤的变化外，“不要调用我，让我来调用你”的反向控制结构是template method的典型应用
• 在具体实现方面，被template method调用得虚方法可以有实现，也可以没有实现(抽象方法)，但一般推荐设置为protected方法

类图：