模板方法模式-封装一套算法流程

模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

公号：码农充电站pro
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今天来介绍模板方法模式（Template Method Design Pattern）。

1，制作饮料的过程

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

我将这两个类中的方法相同的部分用蓝色标了出来，可以看到，这两个类中的 waterToCup 和 sugarToCup 方法一模一样，其它三个方法也是非常的相似。

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");
    }
}

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

经过改进后的代码类图如下：

在这里插入图片描述