Template Method模式——將具體處理交給子類

Template Method 模式是帶有模板功能的模式，組成模板的方法被定義在父類中。由於這些方法是抽象方法，所以只檢視父類的程式碼是無法知道這些方法最終會進行何種具體處理的，唯一能知道的就是父類是如何呼叫這些方法的。

實現上述這些抽象方法的是子類。在子類中實現了抽象方法也就決定了具體的處理。也就是說，只要在不同的子類中實現不同的具體處理，當父類的模板方法被呼叫時程式行為也會不同。但是，不論子類中的具體實現如何，處理的流程都會按照父類中所定義的那樣進行。

像這樣在父類中定義處理流程的框架，在子類中實現具體處理的模式就稱為Template Method模式。

這裡的示例程式是一段將字元和字串迴圈顯示5次的簡單程式。

• 類的一覽表

- AbstrDisplay類

public abstract class AbstractDisplay {
    public abstract void open();        // 交給子類去實現的抽象方法(1) open
 


    public abstract void print();       // 交給子類去實現的抽象方法(2) print

    public abstract void close();       // 交給子類去實現的抽象方法(3) close

    public final void display() {       // 本抽象類中實現的display方法
        open();                         // 首先開啟…
        for (int i = 0; i < 5; i++) {   // 迴圈呼叫5次print
            print();
        }
        close();                        // …最後關閉。這就是display方法所實現的功能
 

    }
}

• CharDisplay類

public class CharDisplay extends AbstractDisplay {
    private char ch;

    public CharDisplay(char ch) {
        this.ch = ch;
    }

    @Override
    public void open() {
        System.out.print("<<");
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.print(ch);
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println(">>");
    }
}

• StringDisplay類

public class StringDisplay extends AbstractDisplay {
    private String string;
    private int width;

    public StringDisplay(String string) {
        this.string = string;
        this.width = string.getBytes().length;
    }

    @Override
    public void open() {
        printLine();
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("|" + string + "|");
    }

    @Override
    public void close() {
        printLine();
    }

    private void printLine() {
        System.out.print("+");
        for(int i=0;i<width;i++) {
            System.out.print("-");
        }
        System.out.println("+");
    }
}

• Main類

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractDisplay d1 = new CharDisplay('H');
        AbstractDisplay d2 = new StringDisplay("Hello, world.");
        d1.display();
        d2.display();
    }
}

示例輸出如下：

<<HHHHH>>
+-------------+
|Hello, world.|
|Hello, world.|
|Hello, world.|
|Hello, world.|
|Hello, world.|
+-------------+

Template Method模式中的角色

• AbstractClass（抽象類）

AbstractClass角色不僅負責實現模板方法，還負責宣告在模板方法中所使用到的抽象方法。這些抽象方法由子類ConcreteClas角色負責實現。在示例程式中，由AbstractDisplay類扮演此角色。

• ConcreteClass（具體類）

該角色負責具體實現AbstractClass角色中定義的抽象方法。這裡實現的方法將會在AbstractClass角色的模板方法中被呼叫。在示例程式中，由CharDisplay類和StringDisplay類扮演此角色。

Template Method模式的思路

使用Template Method模式的優點是由於在父類的模板方法中編寫了演算法，因此無需在每個子類中再編寫演算法。而且如果在模板方法中發現Bug時，只需要修改模板方法即可解決問題。