TEMPLATE METHOD(模板方法) ———— 類行為型模式
意圖
定義一個操作中的算法骨架，而將一些步驟延遲到子類中。TemplateMethod使得子類可以不改變一個算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。
適用性
- 需要固定定義算法骨架，實現(xiàn)一個算法的不變的部分，并把可變的行為留給子類來實現(xiàn)的情況；
- 各個子類中具有公共行為，應(yīng)該抽取出來，集中在一個公共類中去實現(xiàn)，從而避免代碼重復(fù)；
- 需要控制子類擴展的情況。模板方法模式會在特定的點來調(diào)用“hook”操作，這樣只允許在這些點進行擴展；
結(jié)構(gòu)
- AbstractClass(抽象類)
定義抽象的原語操作(primitive operation)，具體的子類將重定義它們以實現(xiàn)一個算法的各步驟。
實現(xiàn)一個模板方法，定義一個算法的骨架。該模板方法不僅調(diào)用原語操作，也調(diào)用定義在AbstractClass或其他對象中的操作。 - ConcreteClass(具體類)
實現(xiàn)原語操作以完成算法中與特定子類相關(guān)的步驟。
認識模板方法模式
變與不變
程序設(shè)計的一個很重要的思考點就是“變與不變”，也就是分析程序中哪些功能是可變的，哪些功能是不變的，然后把不變的部分抽象出來，進行公共的實現(xiàn)，把變化的部分分離出去，用接口來封裝隔離，或者是用抽象類來約束子類行為。
模板方法模式很好的體現(xiàn)了這一點。模板類實現(xiàn)的就是不變的方法和算法的骨架，而需要變化的地方，都通過抽象方法，把具體實現(xiàn)延遲到子類去了，而且還通過父類的定義來約束了子類的行為，從而使系統(tǒng)能有更好的復(fù)用性和擴展性。
好萊塢法則
什么是好萊塢法則呢？簡單點說，就是“不要找我們，我們會聯(lián)系你”。
模板方法模式很好的體現(xiàn)了這一點，做為父類的模板會在需要的時候，調(diào)用子類相應(yīng)的方法，也就是由父類來找子類，而不是讓子類來找父類。
這其實也是一種反向的控制結(jié)構(gòu)，按照通常的思路，是子類找父類才對，也就是應(yīng)該是子類來調(diào)用父類的方法，因為父類根本就不知道子類，而子類是知道父類的，但是在模板方法模式里面，是父類來找子類，所以是一種反向的控制結(jié)構(gòu)。
對設(shè)計原則的體現(xiàn)
模板方法很好的體現(xiàn)了開閉原則和里氏替換原則。
首先從設(shè)計上，先分離變與不變，然后把不變的部分抽取出來，定義到父類里面，比如算法骨架，比如一些公共的、固定的實現(xiàn)等等。這些不變的部分被封閉起來，盡量不去修改它了，要擴展新的功能，那就使用子類來擴展，通過子類來實現(xiàn)可變化的步驟，對于這種新增功能的做法是開放的。
其次，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的算法骨架，通過切換不同的具體實現(xiàn)來切換不同的功能，一個根本原因就是里氏替換原則，遵循這個原則，保證所有的子類實現(xiàn)的是同一個算法模板(為了防止子類改變模板方法中的算法，可以將模板方法聲明為final)，并能在使用模板的地方，根據(jù)需要，切換不同的具體實現(xiàn)。
模板方法模式的實現(xiàn)
模板方法調(diào)用下列類型的操作
- 模板方法：就是定義算法骨架的方法 。
- 具體的操作：在模板中直接實現(xiàn)某些步驟的方法，通常這些步驟的實現(xiàn)算法是固定的，而且是不怎么變化的，因此就可以當(dāng)作公共功能實現(xiàn)在模板里面。如果不需提供給子類訪問這些方法的話，還可以是private的。這樣一來，子類的實現(xiàn)就相對簡單些。如果是子類需要訪問，可以把這些方法定義為protected final的，因為通常情況下，這些實現(xiàn)不能夠被子類覆蓋和改變了。
- 具體的AbstractClass操作：在模板中實現(xiàn)某些公共功能，可以提供給子類使用，一般不是具體的算法步驟的實現(xiàn)，只是一些輔助的公共功能。
- 原語操作：就是在模板中定義的抽象操作，通常是模板方法需要調(diào)用的操作，是必需的操作，而且在父類中還沒有辦法確定下來如何實現(xiàn)，需要子類來真正實現(xiàn)的方法。
- 鉤子操作：在模板中定義，并提供默認實現(xiàn)的操作。這些方法通常被視為可擴展的點，但不是必須的，子類可以有選擇的覆蓋這些方法，以提供新的實現(xiàn)來擴展功能。比如：模板方法中定義了5步操作，但是根據(jù)需要，某一種具體的實現(xiàn)只需要其中的1、2、3這幾個步驟，因此它就只需要覆蓋實現(xiàn)1、2、3這幾個步驟對應(yīng)的方法。那么4和5步驟對應(yīng)的方法怎么辦呢，由于有默認實現(xiàn)，那就不用管了。也就是說鉤子操作是可以被擴展的點，但不是必須的。
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Factory Method：在模板方法中，如果需要得到某些對象實例的話，可以考慮通過工廠方法模式來獲取，把具體的構(gòu)建對象的實現(xiàn)延遲到子類中去。
模板方法模式實現(xiàn)中指的注意的問題：
① 使用訪問控制：必須重定義的原語操作須定義為abstract函數(shù)。模板方法自身不需要被重定義，并且也不應(yīng)該被重定義，為了防止子類改變模板方法中的算法，可以將模板方法聲明為final。
② 盡量減少原語操作：定義模板方法的一個重要目的是盡量減少一個子類具體實現(xiàn)算法時必須重定義的那些原語操作的數(shù)目。需要重定義的操作越多，客戶程序就越冗長。
③ 命名約定：可以給應(yīng)被重定義的那些操作的名字加上一個前綴以識別它們。
優(yōu)缺點
優(yōu)點：
①實現(xiàn)代碼復(fù)用
模板方法模式是一種實現(xiàn)代碼復(fù)用的很好的手段。通過把子類的公共功能提煉和抽取，把公共部分放到模板里面去實現(xiàn)。
缺點：
①算法骨架不容易升級
模板方法模式最基本的功能就是通過模板的制定，把算法骨架完全固定下來。事實上模板和子類是非常耦合的，如果要對模板中的算法骨架進行變更，可能就會要求所有相關(guān)的子類進行相應(yīng)的變化。所以抽取算法骨架的時候要特別小心，盡量確保是不會變化的部分才放到模板中。
相關(guān)模式
模板方法模式 VS 工廠方法模式
這兩個模式可以配合使用。
模板方法模式可以通過工廠方法來獲取需要調(diào)用的對象。-
模板方法模式 VS 策略模式
模板方法會定義一個算法的大綱，然后由子類通過繼承來實現(xiàn)其中某些步驟的內(nèi)容；策略模式則是通過對象組合的方式，讓客戶可以選擇算法實現(xiàn)。即，使用委托來改變整個算法。但是，我們可以在模板方法中使用策略模式，就是把那些變化的算法步驟通過使用策略模式來實現(xiàn)，但是具體選取哪個策略還是要由外部來確定，而整體的算法步驟，也就是算法骨架就由模板方法來定義了。
參考
《Head First 設(shè)計模式》
《設(shè)計模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》
《研磨設(shè)計模式》
