模板方法模式（Template Method Pattern）

意圖

在一個方法中定義一個算法得骨架，而將一些步驟延遲到子類中。模板方法使得子類可以在不改變算法結構的情況下，重新定義算法中的某些步驟。

動機

在設計一個系統時，明確了算法所需的關鍵步驟，而且確定了這些步驟的執行順序，但某些步驟的具體實現還未知或需依賴於具體的環境。我們可以在父類中把明確的算法步驟定義爲模板方法，而未知具體實現部分延遲到子類中實現。

適用性

模板方法模式通常適用於以下場景：

• 算法的整體步驟很固定，但其中個別部分易變時，這時候可以使用模板方法模式，將容易變的部分抽象出來，在子類中實現。
• 當多個子類存在公共的行爲時，可以將其提取出來並集中到一個公共父類中以避免代碼重複。首先，要識別現有代碼中的不同之處，並且將不同之處分離爲新的操作。最後，用一個調用這些新的操作的模板方法來替換這些不同的代碼。
• 當需要控制子類的擴展時，模板方法只在特定點調用鉤子操作，這樣就只允許在這些點進行擴展。

結構

模板方法模式的主要角色有：

• 抽象類（AbstractClass）：定義模板方法，給出一個算法的輪廓和骨架。它由一個模板方法和若干個基本方法構成。
• 具體子類（ConcreteClass）：實現父類中所定義的抽象方法和選擇性實現鉤子方法。

實現

// 抽象類
public abstract class AbstractClass {
	// 模板方法，定義了一系列的邏輯步驟，每個步驟由一個方法表示
	public void templateMethod() {
		hookMethod();
		primitiveoperationA();
		primitiveoperationB();

	}

	// 鉤子方法，鉤子可以讓子類實現算法中可選部分
	public void hookMethod() {
		System.out.println("鉤子方法，空（或默認）實現，子類重寫實現相應的邏輯。");
	}

	// 抽象方法，由子類實現
	public abstract void primitiveoperationA();

	public abstract void primitiveoperationB();

}

// 具體類
public class ConcreteClass extends AbstractClass {

	@Override
	public void primitiveoperationA() {
		System.out.println("primitiveoperationA() 被調用。。。");
	}

	@Override
	public void primitiveoperationB() {
		System.out.println("primitiveoperationA() 被調用。。。");
	}

}

// 測試客戶端
public class TestClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		AbstractClass concrete = new ConcreteClass();
		concrete.templateMethod();
	}

}

從代碼實現可以看出：父類（高層組件）控制何時以及如何讓（子類方法）低層組件參與，也就是說，高層組件對低層組件的方式是“別調用我，我會調用你們”，完美的體現了好萊塢原則。

已知應用

• java.util.Collections#sort()
• java.io.InputStream#read()

相關模式

模板方法、策略模式

參考資料

• 《Head First 設計模式》
• 圖說設計模式
• Java設計模式：23種設計模式全面解析（超級詳細）