大話設計模式-->模板方法設計模式

在學習java的過程中，我們肯定聽到過設計模式這名詞，在行業中有這麼一句話，若您能熟練的掌握23種設計模式，那麼你便是大牛！好了，廢話不多說，今天我跟大家分享一下23種設計模式之一的模板方法設計模式首先我們要知道什麼是模板方法設計模式？測試結果如圖 ...

在學習java的過程中，我們肯定聽到過設計模式這名詞，在行業中有這麼一句話，若您能熟練的掌握23種設計模式，那麼你便是大牛！

好了，廢話不多說，今天我跟大家分享一下23種設計模式之一的模板方法設計模式

首先我們要知道什麼是模板方法設計模式？

　　模板方法設計模式就是定義一個操作中的演算法骨架，而將一些實現步驟延遲到子類當中。模板方法使得子類可以在不改變演算法結構的情況下，重新定義演算法中的某些步驟。

為什麼要使用模板方法設計模式？
　　模板方法模式是比較簡單的一種設計模式，但是它卻是代碼復用的一項基本的技術，在類庫中尤其重要，它遵循“抽象類應當擁有儘可能多的行為，應當擁有儘可能少的數據”的重構原則。作為模板的方法要定義在父類中，在方法的定義中使用到抽象方法，而只看父類的抽象方法是根本不知道怎樣處理的，實際做具體處理的是子類，在子類中實現具體功能，因此不同的子類執行將會得出不同的實現結果，但是處理流程還是按照父類定製的方式。這就是模板方法的要義所在，制定演算法骨架，讓子類具體實現。

在什麼情況下使用？
　　　　　-->演算法或操作遵循相似的邏輯
　　
　　　-->重構時(把相同的代碼抽取到父類中)

　　　-->重要、複雜的演算法，核心演算法設計為模板演算法

接下來我們來看看到底怎麼才能實現模板方法設計模式
  我們以飲料機為示例的原型，每台飲料機都可以製作出不同的飲料，如同一臺飲料機可  製作咖啡 還可以 製作茶
　　假如：製作咖啡的步驟如下：　　　　　　　　製作茶的步驟如下：
　　　　　　1.將水煮沸　　　　　　　　　　　　　　　　1.將水煮沸
　　　　　　2.用沸水泡咖啡　　　　　　　　　　　　　　2.用沸水將茶葉煮五到六分鐘
　　　　　　3.將咖啡倒入杯中　　　　　　　　　　　　　3.將茶水倒入杯中
　　　　　　4.假如糖塊或牛奶　　　　　　　　　　　　　4.加入檸檬或不加任何東西
那麼，由上面的背景可見，我們製作咖啡和製作茶的步驟中 1 3是完全一致的，而2 4則是各自執行的各自的步驟
所有我們就可以設計一個模板，來規範製作過程

/*             
 * 抽象類   飲料機模板類
 */
public abstract class Template {
    /*
     * 製備飲料的模板方法
     * 封裝了所有子類的共同遵循的演算法框架
     */
    public final void driveTemplate(){ //這個模板必須用final修飾，因為不能允許子類修改這個模板框架，只能是修改特定的步驟
        //1.將水煮沸
        boilWater();
        //2. 炮製飲料
        blew();
        //3. 倒入杯中
        pourInCup();
       //4. 進入調味料
        addCondiments();  
    }
}

如上代碼就是定義了一個製作飲料的模板，將具體的步驟都羅列出來了
因為我們的步驟1和步驟3都是相同的所以我們可以將其實現方法定義為私有的，以減少代碼的複雜度，而步驟2和步驟4則可定義為抽象方法，其實現交由其子類完成
如：

/*
     * 基本方法，將水煮沸
     */
    private void boilWater() {
        System.out.println("將水煮沸");
    }
    
    /*
     * 基本方法，倒入杯中
     */
    private void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    /*
     * 抽象的基本方法  加入調味料
     */
    public abstract void addCondiments();
    
    
    /*
     * 抽象的基本方法  炮製飲料
     */
    public abstract void blew();

這樣我們就定義好了一個模板方法了，我們可以通過創建一個子類來繼承自這個模板，重新其抽象方法 
如  製作咖啡

/*
 * 製備咖啡的具體實現
 */
public class Coffee extends Template {

    //加入調味料
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("加入糖和牛奶");
    }

    //炮製咖啡
    @Override
    public void blew() {
        System.out.println("用沸水沖泡咖啡");
    }

}


 或者是製作茶

/*
 * 製備茶的具體實現
 */
public class Tea extends Template {
    //添加調料
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("加入檸檬");
    }
    //沖泡茶
    @Override
    public void blew() {
        System.out.println("用80度的熱水浸泡茶葉5分鐘");
    }
    
}

 這樣我們在測試類中就能很清楚的看到結果了

//測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("製備咖啡");
        Template t1=new Coffee();
        t1.driveTemplate();
        System.out.println("咖啡製備完成");
        System.out.println("=====================");
        System.out.println("製備茶");
        Template t2=new Tea();
        t2.driveTemplate();
        System.out.println("製備茶完成");
    }
}

測試結果如圖

當然，如果我們現在有另外一種需求呢？就是我製作茶的時候不想要添加任何東西，這時候我們使用上面的方法是沒法完成的，這時候我們就引出了
模板方法設計模式中的另一個名詞，  鉤子函數
我們可以使用鉤子函數來判斷是否要執行某一步的操作
如：

/*             
 * 抽象類   飲料機模板類
 */
public abstract class Template {
    /*
     * 製備飲料的模板方法
     * 封裝了所有子類的共同遵循的演算法框架
     */
    public final void driveTemplate(){ //這個模板必須用final修飾，因為不能允許子類修改這個模板框架，只能是修改特定的步驟
        //1.將水煮沸
        boilWater();
        //2. 炮製飲料
        blew();
        //3. 倒入杯中
        pourInCup();
        
        //鉤子函數進行判定(例如茶不想加入調味料)
        if(isRight()){
            //4. 進入調味料
            addCondiments();
        }
    }
    
    /*
     * 基本方法，將水煮沸
     */
    private void boilWater() {
        System.out.println("將水煮沸");
    }
    
    /*
     * 基本方法，倒入杯中
     */
    private void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    /*
     * 抽象的基本方法  加入調味料
     */
    public abstract void addCondiments();
    
    
    /*
     * 抽象的基本方法  炮製飲料
     */
    public abstract void blew();

    
    //鉤子函數  判斷用戶是否要執行某些功能  
    public boolean isRight(){
        return true;
    }
    
}

假如在製作茶的時候不想加任何東西，那麼我們只需要在製作茶的子類中將鉤子函數重寫即可

/*
 * 製備茶的具體實現
 */
public class Tea extends Template {
    //添加調料
    @Override
    public void addCondiments() {
        System.out.println("加入檸檬");
    }
    //沖泡茶
    @Override
    public void blew() {
        System.out.println("用80度的熱水浸泡茶葉5分鐘");
    }
    //重寫鉤子函數 改變其值
    @Override
    public boolean isRight(){
        return false;
    }

}

這樣的執行結果如圖

 
這樣就完成了我們的需求了

以上就是模板方法設計模式中的內容了，其他設計模式會在後續學到後再跟大家分享分享~~
註：本人也是初學者，所以寫得不好的地方望各位大牛勿怪，有不足的地方還望指出來，歡迎討論！