模板方法模式-封装一套算法流程

发布于 2021-01-06 11:13

今天来介绍模板方法模式（Template Method Design Pattern）。

1，制作饮料的过程

假如我们要制作两种饮料：苹果饮料和橙子饮料。这两种饮料的制作流程如下：

苹果饮料制作流程：

把苹果榨成苹果汁
将苹果汁倒入杯中
向杯中倒入水
根据客户喜好是否放入白糖

喜欢则放入白糖，否则不放白糖

橙子饮料制作流程：

把橙子榨成橙汁
将橙汁倒入杯中
向杯中倒入水
根据客户喜好是否放入白糖

喜欢则放入白糖，否则不放白糖

2，模拟制作饮料

如果要模拟饮料的制作过程，按照最直接的想法，我们创建两个类 AppleBeverage 和 OrangeBeverage 分别用于制作苹果饮料和橙子饮料。

首先根据苹果饮料的制作流程编写 AppleBeverage 类：

class AppleBeverage {    private boolean isSweet;    public AppleBeverage(boolean isSweet) {        this.isSweet = isSweet;    }        // 把苹果榨成苹果汁    public void squeezeAppleJuice() {        System.out.println("squeeze apple juice");    }        // 将苹果汁倒入杯中    public void appleJuiceToCup() {        System.out.println("pour the apple juice into the cup");    }        // 向杯中倒入水    public void waterToCup() {        System.out.println("pour water into the cup");    }        // 向杯中倒入白糖    public void sugarToCup() {        System.out.println("pour sugar into the cup");    }        // 制作苹果饮料    public void makeAppleBeverage() {        squeezeAppleJuice();        appleJuiceToCup();        waterToCup();        if (isSweet) {            sugarToCup();        }    }}

再根据橙子饮料的制作流程编写 OrangeBeverage 类：

class OrangeBeverage {    private boolean isSweet;    public OrangeBeverage(boolean isSweet) {        this.isSweet = isSweet;    }        // 把橙子榨成橙汁    public void squeezeOrangeJuice() {        System.out.println("squeeze orange juice");    }        // 将橙汁倒入杯中    public void orangeJuiceToCup() {        System.out.println("pour the orange juice into the cup");    }        // 向杯中倒入水    public void waterToCup() {        System.out.println("pour water into the cup");    }        // 向杯中倒入白糖    public void sugarToCup() {        System.out.println("pour sugar into the cup");    }        // 制作橙子饮料    public void makeOrangeBeverage() {        squeezeOrangeJuice();        orangeJuiceToCup();        waterToCup();        if (isSweet) {            sugarToCup();        }    }}

3，分析代码

可以看到上面两个类的代码非常简单，为了更加详细的分析，我画出了这两个类的类图：

这样的代码显然是没有复用已有的代码。

4，改进代码

那么，自然而然，我们可以将两个类中相同的部分，抽象出来放入一个父类中，然后不同的部分让子类去实现。

因此，我们可以编写出父类，如下：

abstract class Beverage {    protected boolean isSweet;        // 榨果汁    public abstract void squeezeJuice();      // 将果汁倒入杯中    public abstract void juiceToCup();       // 向杯中倒入水    public void waterToCup() {        System.out.println("pour water into the cup");    }        // 向杯中倒入白糖    public void sugarToCup() {        System.out.println("pour sugar into the cup");    }        // 制作苹果饮料    public final void makeBeverage() {        squeezeJuice();        juiceToCup();        waterToCup();               // 根据喜好是否加白糖        if (isSweet) {            sugarToCup();        }    }}

我们将所有相同的代码都抽取到了 Beverage 类中，相同的部分有：

isSweet 变量
waterToCup 方法
sugarToCup 方法
makeBeverage 方法

其中 makeBeverage 方法使用了 final 关键字来修饰，表示我们不希望子类去修改它。

不同的部分有：

squeezeJuice 方法
juiceToCup 方法

这两个方法都是抽象方法，表示我们希望子类根据自己的需求去实现。最终在子类中调用 makeBeverage 方法时，makeBeverage 会依据多态性来调用正确的 squeezeJuice 和 juiceToCup 方法。

下面编写 AppleBeverage 类：

class AppleBeverage extends Beverage {    public AppleBeverage(boolean isSweet) {        this.isSweet = isSweet;    }    public void squeezeJuice() {        System.out.println("squeeze apple juice");    }    public void juiceToCup() {        System.out.println("pour the apple juice into the cup");    }}

AppleBeverage 继承了 Beverage，并且实现了 squeezeJuice 和 juiceToCup 方法。

再编写 OrangeBeverage 类：

class OrangeBeverage extends Beverage {    public OrangeBeverage(boolean isSweet) {        this.isSweet = isSweet;    }    public void squeezeJuice() {        System.out.println("squeeze orange juice");    }    public void juiceToCup() {        System.out.println("pour the orange juice into the cup");    }}