模板方法模式 博客分类： Java设计模式 java设计模式
模板方法模式，一般是为了统一子类的算法实现步骤，所使用的一种手段或方式。它在父类定义一系列的算法步骤，而将具体实现推迟到子类。
通常情况下，模板方法模式用于定义构建某个对象的步骤与顺序，或定义一个算法的骨架。
通常来说父类定义的步骤和顺序或算法骨架，是不允许子类覆盖的，所以在某些场景中，可以直接将父类提供的骨架方法声明为final类型的。
下面模拟构建一个html页面，来应用模板方法模式：
父类定义构建一个html页面的步骤算法：
public abstract class AbstractPageBuild {
private StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
/**
* 按顺序构建算法骨架
*
* @return
*/
public String build() {
// 首先加入doctype，因为都是html页面，父类不需要推迟给子类实现，直接在父类实现
stringBuffer
.append("<!DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN\" \"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd\">");
// 页面下面就是成对的Html标签，也不需要子类实现，直接在父类实现
stringBuffer.append("<html xmlns=\"http://www.w3.org/1999/xhtml\">");
// 下面就是Head标签里的内容，我们父类做不了主，推迟到子类实现，所以我们定义一个抽象方法，让子类必须实现
appendHead(stringBuffer);
// 下面是Body标签的内容，我们父类依然做不了主，推迟到子类实现
appendBody(stringBuffer);
// html的关闭标签
stringBuffer.append("</html>");
return stringBuffer.toString();
}
/**
* 模板方法-添加Head
*
* @param stringBuffer
*/
protected abstract void appendHead(StringBuffer stringBuffer);
/**
* 模板方法-添加body
*
* @param stringBuffer
*/
protected abstract void appendBody(StringBuffer stringBuffer);
}
public class MyPageBuild extends AbstractPageBuild {
@Override
protected void appendHead(StringBuffer stringBuffer) {
stringBuffer.append("<head><title>你好</title></head>");
}
@Override
protected void appendBody(StringBuffer stringBuffer) {
stringBuffer.append("<body><h1>你好,世界！</h1></body>");
}
public static void main(String[] args) {
AbstractPageBuild page = new MyPageBuild();
String html = page.build();
System.out.println(html);
}
}
子类继承父类，并实现父类必须要实现的方法，来完成一个html页面构建。
并通过多态来调用父类的构建方法。
执行结果如下：
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><head><title>你好</title></head><body><h1>你好,世界！</h1></body></html>
以上就是模板方法模式最基本实现。
模板方法还有一种使用方式，为了给子类足够的*度，可以提供一些方法供子类覆盖，去实现一些骨架中不是必须但却可以自定义实现的步骤。
比如将head标签细化为title,meta,link,script,除了title,body子类必须覆盖外，其它可选择性覆盖
public abstract class AbstractPageBuild2 {
private StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
/**
* 按顺序构建算法骨架
*
* @return
*/
public String build() {
// 首先加入doctype，因为都是html页面，父类不需要推迟给子类实现，直接在父类实现
stringBuffer
.append("<!DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN\" \"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd\">");
// 页面下面就是成对的Html标签，也不需要子类实现，直接在父类实现
stringBuffer.append("<html xmlns=\"http://www.w3.org/1999/xhtml\">");
// 下面就是Head标签里的内容，我们父类做不了主，推迟到子类实现，所以我们定义一个抽象方法，让子类必须实现
stringBuffer.append("<head>");
appendTitle(stringBuffer);
appendMeta(stringBuffer);
appendLink(stringBuffer);
appendScript(stringBuffer);
stringBuffer.append("</head>");
// 下面是Body标签的内容，我们父类依然做不了主，推迟到子类实现
appendBody(stringBuffer);
// html的关闭标签
stringBuffer.append("</html>");
return stringBuffer.toString();
}
/**
* 子类选择性覆盖
*
* @param stringBuffer
*/
protected void appendMeta(StringBuffer stringBuffer) {
}
/**
* 子类选择性覆盖
*
* @param stringBuffer
*/
protected void appendLink(StringBuffer stringBuffer) {
}
/**
* 子类选择性覆盖
*
* @param stringBuffer
*/
protected void appendScript(StringBuffer stringBuffer) {
}
/**
* 模板方法-添加Title-子类必须覆盖
*
* @param stringBuffer
*/
protected abstract void appendTitle(StringBuffer stringBuffer);
/**
* 模板方法-添加body-子类必须覆盖
*
* @param stringBuffer
*/
protected abstract void appendBody(StringBuffer stringBuffer);
}
如果想让子类选择性覆盖，可以将方法实现为一个空方法。
public class MyPageBuild2 extends AbstractPageBuild2 {
@Override
protected void appendMeta(StringBuffer stringBuffer) {
stringBuffer.append("<meta http-equiv=\"Content-Type\" content=\"text/html; charset=utf-8\" />");
}
@Override
protected void appendTitle(StringBuffer stringBuffer) {
stringBuffer.append("<title>你好</title>");
}
@Override
protected void appendBody(StringBuffer stringBuffer) {
stringBuffer.append("<body><h1>你好,世界！</h1></body>");
}
public static void main(String[] args) {
AbstractPageBuild2 page = new MyPageBuild2();
String html = page.build();
System.out.println(html);
}
}
子类可以*选择性覆盖父类的方法，通过多态来调用父类的构建算法过程
执行结果如下：
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><head><title>你好</title><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /></head><body><h1>你好,世界！</h1></body></html>
通常情况下，模板方法模式用于定义构建某个对象的步骤与顺序，或者定义一个算法的骨架。
我们刚才的示例明显就是构建一个String对象的过程，在这里要声明一点，对于模板方法模式，父类提供的构建步骤和顺序或者算法骨架，通常是不希望甚至是不允许子类去覆盖的，所以在某些场景中，可以直接将父类中提供骨架的方法声明为final类型。
说到模板方法模式，我们JDK当中有一个类与它还有一个不得不说的故事，那就是类加载器。
JDK类加载器可以大致分为三类，分别是启动类加载器，扩展类加载器，以及应用程序加载器。
这三者加载类的路径分别为如下：
启动类加载器：JAVA_HOME/lib目录下，以及被-Xbootcalsspath参数设定的路径，不过启动类加载器加载的类是有限制的，如果JVM不认识的话，你放在这些目录下也没用。
扩展类加载器：JAVA_HOME/lib/ext目录下，以及被java.ext.dirs系统变量指定的路径。
应用程序类加载器：用户自己的类路径（classpath），这个类加载器就是我们经常使用的系统类加载器，并且JDK中的抽象类ClassLoader的默认父类加载器就是它。
在这里为什么说类加载器和模板方法模式有关呢，是因为ClassLoader类就使用了模板模式，去保证类加载过程中的唯一性。LZ先给各位看下这个类当中的模板模式的应用。
public abstract class ClassLoader {
//这是一个重载方法
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}
//这里就是父类算法的定义
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClass0(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
//这里留了一个方法给子类选择性覆盖
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
LZ截取了主要的部分，为了突出这三个方法。在上面LZ加了简单的注释，相信经过刚才的介绍，各位应该能看出来这是一个模板方法模式，只是它没有定义抽象方法，因为findClass这个方法，并不是必须实现的，所以JDK选择留给程序员们自己选择是否要覆盖。
从代码上我们可以看出，在ClassLoader中定义的算法顺序是。
1，首先看是否有已经加载好的类。
2，如果父类加载器不为空，则首先从父类类加载器加载。
3，如果父类加载器为空，则尝试从启动加载器加载。
4，如果两者都失败，才尝试从findClass方法加载。
这是JDK类加载器的双亲委派模型，即先从父类加载器加载，直到继承体系的顶层，否则才会采用当前的类加载器加载。这样做的目的刚才已经说了，是为了JVM中类的一致性。
转自：http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/pattern10.html
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