十、模板方法模式—制作更多好喝的饮品！ #和设计模式一起旅行#

大家好，又见面了，我是全栈君。

无规矩不成方圆！

故事背景

在安装了酷炫了碉堡了的灯之后，我和设计模式MM经营的奶茶店生意更加火爆，有不同国家的顾客，那么为了满足更多消费者的口味，我们推出了中国龙井苹果茶和叶门摩卡牛奶咖啡。其中制作的过程：

把水烧开
将咖啡/茶叶放到杯子里
用沸水冲泡
加入牛奶/苹果汁

下面用代码来表示茶和咖啡的制作过程！

//龙井苹果茶制作
public class LongJinTea { 
   

    /** * 制作方法 */
    public void makeMethod(){
        boliWater();
        putMaterialToCup();
        pourInCup();
        addAppleJuice();
    }

    /** * 烧水 */
    private void boliWater() {
        System.out.println("---将水煮沸-----");
    }

    /** * 将原料放入杯子 */
    private void putMaterialToCup() {
        System.out.println("---将龙井茶叶放入杯子中-----");
    }

    /** * 用沸水冲泡 */
    private void pourInCup() {
        System.out.println("---将沸水倒入杯子-----");
    }

    /** * 加入苹果汁 */
    private void addAppleJuice() {
        System.out.println("---在浸泡龙井茶叶的杯子中加入苹果汁-----");
    }

}


//摩卡牛奶咖啡
public class MOKACoffee { 
   

    /** * 制作方法 */
    public void makeMethod(){
        boliWater();
        putMaterialToCup();
        pourInCup();
        addMilk();
    }

    /** * 烧水 */
    private void boliWater() {
        System.out.println("---将水煮沸-----");
    }

    /** * 将原料放入杯子 */
    private void putMaterialToCup() {
        System.out.println("---将咖啡放入杯子中-----");
    }

    /** * 用沸水冲泡 */
    private void pourInCup() {
        System.out.println("---将沸水倒入杯子-----");
    }

    /** * 加入牛奶 */
    private void addMilk() {
        System.out.println("---在浸泡咖啡的杯子中加入牛奶-----");
    }
}

设计模式MM：
1. 上面的代码我发现很多重复的代码啊！这个咖啡和茶的制作过程如此相似，应该考虑抽取共同部分，放入一个基类中。
2. 上面的整个制作流程其实可以看做是一个算法的步骤，这几个步骤的次序是：①烧水 –> ②往杯子放原料 –> ③加入沸水—> ④加入其它添加物，其中只有②和④不同。

建议你去看看模板方法模式！

我：好的！

故事主角-模板方法模式

模板方法模式：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构的情况下，重新定义的算法中某些步骤。

模板方法模式是一种基础继承的代码复用技术。

模板方法模式类图

模板方法模式包含两个角色：

AbstractClass(抽象类)：这个抽象类包含了一个模板方法，在这个模板方法的一系列方法可以是具体的，也可以是抽象的，每个基本的操作对应算法的一个步骤，其中抽象的步骤由子类定义实现。
ConcreteClass（具体子类）：抽象类的子类，用于实现父类模板方法中算法的步骤，也可以覆盖父类中已经实现的基本操作。

模板方法模式的实现

模板中定义了一个算法的框架，其中包括：

1.模板方法

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！这个模板方法定义在抽象类中，由子类不加以修改的完全继承！
2.基本方法

基本方法实现算法各个步骤的方法，是模板方法的组成部分。基本方法有可以分为三种：
(1) 抽象方法（AbstractMethod）
(2) 具体方法（ConcreteMethod）
(3) 钩子方法（HookMethod）

(1)抽象方法（AbstractMethod）：抽象类申明一个抽象方法，由其子类去实现。
(2)具体方法（ConcreteMethod）：抽象类申明并实现一个具体方法，也可以由子类进行覆盖。
(3)钩子方法（HookMethod）：抽象类申明并实现一个钩子方法，抽象类一般可以订阅为空实现。可以由其子类加以扩展。

在模板方法模式中，程序在运行时，具体子类的基本方法可以覆盖父类中定义的基本方法，子类的钩子方法也可以覆盖父类的钩子方法，从而可以通过在子类中实现的钩子方法对父类方法的执行进行约束，实现子类对父类行为的反向控制。【现在在武功修改中讲解这一话的意思】

武功修炼

public abstract class GreatBeverage { 
   

    /** * 制作最棒饮品的模板方法 */
    public final void makeBeverage(){
        boliWater();
        putMaterialToCup();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    /** * 烧水 */
    public void boliWater() {
        System.out.println("---将水煮沸-----");
    }

    /** * 将原料放入杯子 */
    public abstract void putMaterialToCup() ;

    /** * 用沸水冲泡 */
    public void pourInCup() {
        System.out.println("---将沸水倒入杯子-----");
    }

    /** * 加入饮品的调味品 */
    public abstract void addCondiments();
}

//龙井苹果茶制作
public class LongJinTea extends GreatBeverage { 
   

    /** * 将原料放入杯子 */
    @Override
    public void putMaterialToCup() {
        System.out.println("---将龙井茶叶放入杯子中-----");
    }


    /** * 加入苹果汁 */
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("---在浸泡龙井茶叶的杯子中加入苹果汁-----");
    }

}

//摩卡牛奶咖啡
public class MOKACoffee extends GreatBeverage{ 
   

    /** * 将原料放入杯子 */
    @Override
    public void putMaterialToCup() {
        System.out.println("---将咖啡放入杯子中-----");
    }

    /** * 加入牛奶 */
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("---在浸泡咖啡的杯子中加入牛奶-----");
    }
}

public class Test { 
   

    public static void main(String[] args) {
        //来了个叶门顾客
        GreatBeverage gb = new LongJinTea();
        gb.makeBeverage();//制作龙井苹果茶

        System.out.println("==============华丽的分割线===========");

        //来了一个中国顾客
        gb = new MOKACoffee();//制作摩卡牛奶咖啡
        gb.makeBeverage();

    }
}


---将水煮沸-----
---将龙井茶叶放入杯子中-----
---将沸水倒入杯子-----
---在浸泡龙井茶叶的杯子中加入苹果汁-----
==============华丽的分割线===========
---将水煮沸-----
---将咖啡放入杯子中-----
---将沸水倒入杯子-----
---在浸泡咖啡的杯子中加入牛奶-----

目前我们买的龙井苹果茶或者摩卡牛奶咖啡都是假如了调味料，为了人性化，提示顾客的品味体验，我们会在制作的时候咨询顾客是否需要假如调味料，那么我们改怎么实现呢？【这里就使用到上面的钩子方法】,在泡茶的水使用高端设备进行烧水。

具体的代码如下：

public abstract class GreatBeverage { 
   

    /** * 制作最棒饮品的模板方法 */
    public final  void makeBeverage(){
        boliWater();
        putMaterialToCup();
        pourInCup();
        if(isAddCondiment()){
  
  //加上判断，可以由具体方法进行判断决定
            addCondiments();
        }

    }

    /** * 烧水 */
    public void boliWater() {
        System.out.println("---将水煮沸-----");
    }

    /** * 将原料放入杯子 */
    public abstract void putMaterialToCup() ;

    /** * 用沸水冲泡 */
    public void pourInCup() {
        System.out.println("---将沸水倒入杯子-----");
    }

    /** * 加入饮品的调味品 */
    public abstract void addCondiments();

    /** * 钩子方法，默认实现 * @return */
    public boolean isAddCondiment(){
        return true;
    }
}
//龙井苹果茶制作
public class LongJinTea extends GreatBeverage { 
   


    /** * 以覆盖父类中定义的基本方法 */
    @Override
    public void boliWater(){
        System.out.println("----泡茶使用高端的热水设备进行烧水---");
    }
    /** * 将原料放入杯子 */
    @Override
    public void putMaterialToCup() {
        System.out.println("---将龙井茶叶放入杯子中-----");
    }


    /** * 加入苹果汁 */
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("---在浸泡龙井茶叶的杯子中加入苹果汁-----");
    }

    @Override
    public boolean isAddCondiment(){
        String answer = getUserAnswer();

        if("加".equals(answer)){
           return true;
        }else if("不加".equals(answer)){
            return false;
        }else{
  
  //随便
            return true;
        }
    }

    private String getUserAnswer() {
        System.out.println("你好，你要在龙井茶中加入苹果汁吗？");

        BufferedReader in = null;
        String answer = null;
        try {
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

            answer =  in.readLine();

        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (in != null) {
                try {
                    in.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return answer;

    }

}

public class Test { 
   

    public static void main(String[] args) {
        //来了个叶门顾客
        GreatBeverage gb = new LongJinTea();
        gb.makeBeverage();//制作龙井苹果茶


    }
}


----泡茶使用高端的热水设备进行烧水---
---将龙井茶叶放入杯子中-----
---将沸水倒入杯子-----
你好，你要在龙井茶中加入苹果汁吗？
不加

Process finished with exit code 0


----泡茶使用高端的热水设备进行烧水---
---将龙井茶叶放入杯子中-----
---将沸水倒入杯子-----
你好，你要在龙井茶中加入苹果汁吗？
加
---在浸泡龙井茶叶的杯子中加入苹果汁-----

Process finished with exit code 0

上面的这一段代码实例就解释了，在模板方法模式中，程序在运行时，具体子类的基本方法可以覆盖父类中定义的基本方法，子类的钩子方法也可以覆盖父类的钩子方法，从而可以通过在子类中实现的钩子方法对父类方法的执行进行约束，实现子类对父类行为的反向控制。

注意：为了防止子类去修改模板方法中的算法结构，可以将模板方法设置为final。

武功深入 – 模板方法模式和策略模式比较

模板方法模式：
– 定义一个算的大纲，由子类去实现算法大纲中某些步骤内容，虽然算法中个别步骤可以由不同的实现，但整体的算法结构维持不变。
– 使用继承方式，对算法有更多的控制权，实现代码复用
– 使用较多的模式

策略模式：
– 定义一个算法家族，并让算法之间可以互换
– 使用对象对象组合，更有弹性

武功应用场景思考

根据模板方法模式设计一个电商系统付款场景，比如付款可以是微信、支付宝、银联！

思路提示 – 付款简单包含：参数检验、调用支付请求、返回结果处理、回调的操作等
JDK、Tomcat、Spring等中哪些地方使用到了模板方法模式？

思路提示： JDK的ClassLoader;JDK中CompareTo的实现（符合模板方法的精神）；Tomcat中关于生命周期管理的地方很好应用了模板方法模式;Spring中的JdbcTemplate。

Next 期待下一篇吧！制作更多好喝的饮品！我的这个旅行创业成功后，很多媒体活动需要参加，那么我要对接很多活动和处理很多问题。于是我想请一个助理，代理我做一些接活动和处理问题的事情，我只负责参加活动即可！下一篇：代理模式，解放自己，让我能更加专注核心业务处理。

参考

史上最全设计模式导学
《Head First 设计模式》
《图解设计模式》

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故事背景

故事主角-模板方法模式

武功修炼

武功深入 – 模板方法模式和策略模式比较

武功应用场景思考

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