模版方法模式

一、   基本概述

下麵列出咖啡、茶的沖泡方法。

1.咖啡沖泡方法

（1）  把水煮沸

（2）  用沸水沖泡咖啡

（3）  把咖啡倒進杯子

（4）  家牛奶和糖

2.茶的沖泡方法

（1）  把水煮沸

（2）  用沸水浸泡茶葉

（3）  把茶倒進杯子

（4）  加檸檬

在使用代碼來完成這些方法時，我們一般想到的創建2個類（咖啡、茶類）來單獨實現這四個步驟。或者更好點是創建一個飲料父類來共用第一步與第三步，然後繼承父類實現各自飲料的第二步與第四步。那麼還有更好一點的方式來處理上面的問題嗎？有，可以使用模版方法模式。

二、詳細說明

1.模版方法模式：在一個方法中定義一個演算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。模版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。

這個模式是用來創建一個演算法的模版。什麼是模版？如你所見，模版就是一個方法。更具體地說，這個方法將演算法定義成一組步驟，其中的任何步驟都可以是抽象的，有子類負責實現。這可以確保演算法的結構保持不變，同時由子類提供部分實現。

鉤子是一種被聲明在抽象類中的方法，但只有空的或者預設的實現，鉤子的存在，可以讓子類有能力對演算法的不同點進行掛鉤。要不要掛鉤，由子類自行決定。

問：當我創建一個模版方法時，怎麼才能知道什麼時候該使用抽象方法，什麼時候使用鉤子呢？

答：當你的子類“必須”提供演算法中某個方法或步驟的實現時，就使用抽象方法。如果演算法的這個部分是可選的，就用鉤子。如果是鉤子的話，子類可以選擇實現這個鉤子，但並不強制這麼做。

問：使用鉤子真正的目的是什麼？

答：鉤子有幾種用法。鉤子可以讓子類實現演算法中可選的部分，或者在鉤子對於子類的實現並不重要的時候，子類可以對此鉤子置之不理。鉤子的另一個用法，是讓子類能夠有機會對模版方法中某些即將發生的步驟作出反應。鉤子也可以讓子類有能力為其抽象類作一些決定。

　　如在Asp.net MVC框架中，你創建一個控制器，預設都是繼承Controller類，而Controller類中就有鉤子，如OnActionExecuted、OnActionExecuting、OnResultExecuted、OnResultExecuting等，這些鉤子能夠在你的控制器中進行實現，以便控制或加工對請求的動作與返回的執行。

2.設計原則：好萊塢原則：別調用（打電話給）我們，我們會調用（打電話給）你。

    好萊塢原則可以給我們一種防止“依賴腐敗”的方法。當高層組件依賴底層組件，而底層組件又依賴高層組件，而高層組件又依賴邊側組件，而邊側組件有依賴底層組件時，依賴腐敗就發生了。在這種情況下，沒有人可以輕易地搞懂系統是如何設計的。

    在好萊塢原則之下，我們允許底層組件將自己掛鉤到系統上，但是高層組件會決定什麼時候和怎樣使用這些底層組件。換句話說，高層組件對待底層組件的方式是“別調用我們，我們會調用你”。

    好萊塢原則和模版方法之間的連接其實還算明顯：當我們設計模版方法模式時，我們告訴子類，“不要調用我們，我們會調用你”。

問：底層組件不可以調用高層組件中的方法嗎？

答：並不盡然，事實上，底層組件在結束時，常常會調用從超類中繼承來的方法。我們所要做的是，避免讓高層和底層組件之間有明顯的環狀依賴。

　　模版方法模式是一個很常見的模式，到處都是。儘管如此，你必須擁有一雙銳利的眼鏡，因為模版方法有許多實現，而它們看起來並不一定和書上所說的設計一致。

　　這個模式很常見是因為對創建框架來說，這個模式好用。有框架控制如何做事情，而由你（使用這個框架的人）指定框架演算法中每個步驟的細節。

如在C#數組中，有Array類提供一個Sort()方法用來排序，該方法有2個參數（一個是數組，一個是IComparer 介面），Sort方法提供了排序演算法，實現IComparer 介面的參數提供了數組元素怎麼進行比較大小。

問：這真的是一個模版方法模式嗎？

答：我們都知道，荒野中的模式並非總是如同教科書例子一般地中規中矩，為了符合當前的環境和實現的約束，它們總是要被適當地修改。這個Array類的Sort()方法的設計者受到一些約束，通常我們無法設計一個類繼承C#數組，而Sort()方法希望能夠適用於所有的數組（每個數組都是不同的類）。所以它們定義了一個靜態方法，而由被排序的對象內的每個元素自行提供比較大小的演算法部分。所以，這雖然不是教科書上的模版方法，但它的實現仍然符合模版方法模式的精神。再者，由於不需要繼承數組可以使用這個演算法，這樣使得排序變得更有彈性、更有用。

4.總結：

1.好萊塢原則告訴我們，將決策權放在高層模塊中，以便決定如何以及何時調用底層模塊。

2.你將咋真實世界代碼中看到模版方法模式的許多變體，不要期待它們全都是一眼就可以被你認出的。

3.策略模式和模版方法模式都封裝演算法，一個用組合，一個用繼承。

4.工廠方法是模版方法的一種特殊版本。

三、代碼列表

public abstract class CaffeineBeverage
{
    public void PrepareRecipe()
    {
        BoilWater();
        Brew();
        PourInCup();
        AddCondiments();
        Hook();
    }

    protected abstract void Brew();

    protected abstract void AddCondiments();

    private void BoilWater()
    {
        Console.WriteLine("Boiling water");
    }

    private void PourInCup()
    {
        Console.WriteLine("Pouring into cup");
    }

    protected virtual void Hook()
    {
        
    }
}
public class Coffee:CaffeineBeverage
{
    protected override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("沖泡咖啡");
    }

    protected override void AddCondiments()
    {
    }
    
}
public class Tea : CaffeineBeverage
{
    protected override void Brew()
    {
        Console.WriteLine("浸泡茶");
    }

    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("加檸檬");
    }
}

---------以上內容根據《Head First Design Mode》進行整理