行为型-模板方法模式

一、介绍

模板方法模式是一种行为设计模式， 它在超类中定义了一个算法的框架， 允许子类在不修改结构的情况下重写算法的特定步骤。

二、代码

在含有继承结构的代码中，模板方法模式是非常常用的。

通常会有一个抽象类：

public abstract class AbstractTemplate {
    // 这就是模板方法
    public void templateMethod() {
        init();
        apply(); // 这个是重点
        end(); // 可以作为钩子方法
    }

    protected void init() {
        System.out.println("init 抽象层已经实现，子类也可以选择覆写");
    }

    // 留给子类实现
    protected abstract void apply();

    protected void end() {
    }
}

模板方法中调用了 3 个方法，其中 apply() 是抽象方法，子类必须实现它，其实模板方法中有几个抽象方法完全是自由的，我们也可以将三个方法都设置为抽象方法，让子类来实现。也就是说，模板方法只负责定义第一步应该要做什么，第二步应该做什么，第三步应该做什么，至于怎么做，由子类来实现。

我们写一个实现类：

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate {
    public void apply() {
        System.out.println("子类实现抽象方法 apply");
    }

    public void end() {
        System.out.println("我们可以把 method3 当做钩子方法来使用，需要的时候覆写就可以了");
    }
}

客户端调用演示：

public static void main(String[] args) {
    AbstractTemplate t = new ConcreteTemplate();
    // 调用模板方法
    t.templateMethod();
}

三、源码案例

AbstractList就是我们前面适用场景中介绍的父类（也叫模板类），这个类里面即提供了公共的方法（不可供子类修改），又提供了可让子类修改的方法。下面我们直接看源码，由于方法很多，我们就介绍一下addAll方法。

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);
        boolean modified = false;
        for (E e : c) {
            add(index++, e);
            modified = true;
        }
        return modified;
    }
}

　　上面的是AbstractList的addAll方法，可以看见这个方法没有限定子类是否去修改，子类由需要就去修改，如果子类不想修改，完全能够按照AbstractList中的逻辑添加元素。事实上我看了一遍AbstractList中的方法发现除了一些私有的方法不能给子类给子类访问之外，其余的基本上都是可以给子类去选择是否修改的。如果子类觉得父类的方法可行，那么直接使用父类的方法即可。

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);         
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount         
        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);         
        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }
}

　　上面这个就是ArrayList中的addAll方法。

　　但是AbstractList里面有一个方法，就是get()方法，AbstractList明确要求要让子类实现。

abstract public E get(int index);

ArrayList 实现

    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }