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意图
定义算法框架,并将一些步骤的实现延迟到子类
通过模板方法,子类可以重新定义算法的某些步骤,而不用改变算法的结构
类图
模版方法模式的主要角色如下::
- 抽象方法:在抽象类中申明,由具体子类实现
- 具体方法:在抽象类中已经实现,在具体子类中可以继承或重写它
- 钩子方法:在抽象类中已经实现,包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种
实战案例
callback & 模板方法
回调是一种双向调用关系。A 类事先注册某个函数 F 到 B类,A 类在调用 B 类的 P 函数的时候,B 类反过来调用 A 类注册给它的 F 函数。这里的 F函数就是“回调函数”。A 调用 B,B 反过来又调用 A,这种调用机制就叫作“回调”
回调可以分为同步回调和异步回调(或者延迟回调)。同步回调指在函数返回之前执行回调函数;异步回调指的是在函数返回之后执行回调函数。上面的代码实际上是同步回调的实现方式,在 process() 函数返回之前,执行完回调函数 methodToCallback()。从应用场景上来看,同步回调看起来更像模板模式,异步回调看起来更像观察者模式
从应用场景上来看,同步回调跟模板模式几乎一致。它们都是在一个大的算法骨架中,自由替换其中的某个步骤,起到代码复用和扩展的目的。而异步回调跟模板模式有较大差别,更像是观察者模式
从代码实现上来看,回调和模板模式完全不同。回调基于组合关系来实现,把一个对象传递给另一个对象,是一种对象之间的关系;模板模式基于继承关系来实现,子类重写父类的抽象方法,是一种类之间的关系。组合优于继承。实际上,这里也不例外。在代码实现上,回调相对于模板模式会更加灵活,主要体现在下面几点:
- 像 Java 这种只支持单继承的语言,基于模板模式编写的子类,已经继承了一个父类,不再具有继承的能力
- 回调可以使用匿名类来创建回调对象,可以不用事先定义类;而模板模式针对不同的实现都要定义不同的子类
- 如果某个类中定义了多个模板方法,每个方法都有对应的抽象方法,那即便我们只用到其中的一个模板方法,子类也必须实现所有的抽象方法。而回调就更加灵活,我们只需要往用到的模板方法中注入回调对象即可
总结
在模板模式经典的实现中,模板方法定义为 final,可以避免被子类重写。需要子类重写的方法定义为 abstract,可以强迫子类去实现。不过,在实际项目开发中,模板模式的实现比较灵活,以上两点都不是必须的。模板模式有两大作用:复用和扩展。其中,复用指的是,所有的子类可以复用父类中提供的模板方法的代码。扩展指的是,框架通过模板模式提供功能扩展点,让框架用户可以在不修改框架源码的情况下,基于扩展点定制化框架的功能