模板模式(TemplateMethod)

什么是Template Method模式

　　在父类中定义处理流程的框架，在子类中实现具体处理的模式就称为Template Mehtod模式。模板模式的关键是：子类可以置换掉父类的可变部分，但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。

类图：

Template Method角色

　　抽象模板(Abstract Template)角色有如下责任:

• 定义了一个或多个抽象操作，以便让子类实现。这些抽象操作叫做基本操作，它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
• 定义并实现了一个模板方法。这个模板方法一般是一个具体方法，它给出了一个顶级逻辑的骨架，而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中，推迟到子类实现。顶级逻辑也有可能调用一些具体方法。

　　具体模板(Concrete Template)角色又如下责任：

• 实现父类所定义的一个或多个抽象方法，它们是一个顶级逻辑的组成步骤。
• 每一个抽象模板角色都可以有任意多个具体模板角色与之对应，而每一个具体模板角色都可以给出这些抽象方法（也就是顶级逻辑的组成步骤）的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。

示例：

抽象模板角色类，abstractMethod()、hookMethod()等基本方法是顶级逻辑的组成步骤，这个顶级逻辑由templateMethod()方法代表。

public abstract class AbstractTemplate {
    /**
     * 模板方法：
　　　* 1.一个模板方法是定义在抽象类中的，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。
　　　* 2.一个抽象类可以有任意多个模板方法，而不限于一个。每一个模板方法都可以调用任意多个具体方法。
     */
    public void templateMethod(){
        //调用基本方法
        abstractMethod();
        hookMethod();
        concreteMethod();
    }
    /**
     * 基本方法的声明（由子类实现）
     */
    protected abstract void abstractMethod();
    /**
     * 基本方法(钩子方法)一个钩子方法由抽象类声明并实现，而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现，作为方法的默认实现。
     * 钩子方法的名字应当以do开始，这是熟悉设计模式的Java开发人员的标准做法。在上面的例子中，钩子方法hookMethod()应当以do开头；在HttpServlet类中，也遵从这一命名规则，如doGet()、doPost()等方法
     */
    protected void hookMethod(){}
    /**
     * 基本方法（具体方法）一个具体方法由抽象类声明并实现，而子类并不实现或置换。
     */
    private final void concreteMethod(){
        //业务相关的代码
    }
}

具体模板角色类，实现了父类所声明的基本方法，abstractMethod()方法所代表的就是强制子类实现的剩余逻辑，而hookMethod()方法是可选择实现的逻辑，不是必须实现的。

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{
    //基本方法的实现
    @Override
    public void abstractMethod() {
        //业务相关的代码
    }
    //重写父类的方法
    @Override
    public void hookMethod() {
        //业务相关的代码
    }
}

使用场景：

　　考虑一个计算存款利息的例子。假设系统需要支持两种存款账号，即货币市场(Money Market)账号和定期存款(Certificate of Deposite)账号。这两种账号的存款利息是不同的，因此，在计算一个存户的存款利息额时，必须区分两种不同的账号类型。

　　这个系统的总行为应当是计算出利息，这也就决定了作为一个模板方法模式的顶级逻辑应当是利息计算。由于利息计算涉及到两个步骤：一个基本方法给出账号种类，另一个基本方法给出利息百分比。这两个基本方法构成具体逻辑，因为账号的类型不同，所以具体逻辑会有所不

　　同。显然，系统需要一个抽象角色给出顶级行为的实现，而将两个作为细节步骤的基本方法留给具体子类实现。由于需要考虑的账号有两种：一是货币市场账号，二是定期存款账号。系统的类结构如下图所示。

抽象模板角色：

package org.burning.sport.design.pattern.templatemethod;

public abstract class Account {

    /**
     * 模板方法，计算利息数额
     * @return 返回利息数额
     */
    public final double calculateInterest() {
        double interestRate = doCalculateInterestRate();
        String accountType = doCalculateAccountType();
        double amount = calculateAmount(accountType);
        return amount * interestRate;
    }

    /**
     * 基本方法留给子类实现
     */
    protected abstract String doCalculateAccountType();

    /**
     * 基本方法留给子类实现
     */
    protected abstract double doCalculateInterestRate();

    /**
     * 具体方法
     * @param accountType
     */
    private double calculateAmount(String accountType){
        if("Money Market".equals(accountType)) {
            return 8000.00;
        } else {
            return 7243.00;
        }
    }

}

具体模板角色：

package org.burning.sport.design.pattern.templatemethod;

/**
 * 具体模板角色类
 */
public class MoneyMarketAccount extends Account{
    @Override
    protected String doCalculateAccountType() {
        return "Money Market";
    }

    @Override
    protected double doCalculateInterestRate() {
        return 0.045;
    }
}

package org.burning.sport.design.pattern.templatemethod;

/**
 * 具体模板角色类
 */
public class CDAccount extends Account {
    @Override
    protected String doCalculateAccountType() {
        return "Certificate of Deposite";
    }

    @Override
    protected double doCalculateInterestRate() {
        return 0.06;
    }
}

客户端Client:

package org.burning.sport.design.pattern.templatemethod;

public class ClientMain {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new MoneyMarketAccount();
        System.out.println("货币市场账号的利息数额为：" + account.calculateInterest());

        account = new CDAccount();
        System.out.println("定期账号的利息数额为：" + account.calculateInterest());

    }
}

参考：

[1] 博客，https://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/14/2495235.html

[2] 《图解设计模式》，人民邮电出版社，结城浩