Template Method Pattern定義了一個演算法的步驟，並允許次類別為一個或多個步驟提供其實踐方式。讓次類別在不改變演算法架構的情況下，重新定義演算法中的某些步驟。
架構是準備一個抽象類別，將部分邏輯以具體方法以及具體構造子的形式實現，然後聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩餘的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩餘的邏輯有不同的實現。這就是模版方法模式的用意。
其實，Template Method Pattern實際上是所有模式中最為常見的幾個模式之一。Template Method Pattern是基於繼承的代碼複用的基本技術，Template Method Pattern的結構和用法也是物件導向設計的核心。
Template Method需要開發抽象類別和具體子類的設計師之間的協作。一個設計師負責給出一個演算法的輪廓和骨架，另一些設計師則負責給出這個演算法的各個邏輯步驟。代表這些具體邏輯步驟的方法稱做基本方法（primitive method）；而將這些基本法方法總匯起來的方法叫做模版方法（template
method）。
模版方法模式的結構
模版方法模式的靜態結構如下圖所示：
應用場景
- 某些類別的演算法中，實做了相同的方法，造成程式碼的重複。
- 控制子類別必須遵守的一些事項。
- ASP.NET的BasePage。
- WinForm的BaseForm。
模式特色
- 將子類別共用的部分, 提到父類別。
- 使用虛擬方法隔離非共同部分。
解決問題的方式是減少子類別共用的程式碼，如下面範例：
using System.IO;
using System;
class Program
{
static void Main()
{
// Start Here
BasePage page;
page = new Page1();
page.TemplateMethod();
Console.WriteLine("------------------------------");
page = new Page2();
page.TemplateMethod();
// Keep Screen
Console.ReadLine();
}
}
// Template 範本
abstract class BasePage
{
public abstract bool Create();
public abstract bool Update();
public void TemplateMethod()
{
Console.WriteLine("Page Start with no error!");
Console.WriteLine("Create Button Click");
Create();
Console.WriteLine("Update Button Click");
Update();
Console.WriteLine("");
}
}
// Concrete 具體
class Page1 : BasePage
{
public override bool Create()
{
Console.WriteLine("Page1(Order) Create Date");
return true;
}
public override bool Update()
{
Console.WriteLine("Page1(Order) Update Date");
return true;
}
}
class Page2 : BasePage
{
public override bool Create()
{
Console.WriteLine("Page2(PurchaseOrder) Create
Date");
return true;
}
public override bool Update()
{
Console.WriteLine("Page2(PurchaseOrder) Update
Date");
return true;
}
}
這裡涉及到兩個角色：
抽象模版（AbstractClass）：
定義了一個或多個抽象操作，以便讓子類實現。這些抽象操作叫做基本操作，它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
定義並實現了一個模版方法。這個模版方法一般是一個具體方法，它給出了一個頂級邏輯的骨架，而邏輯的組成步驟在相應的抽象操作中，推遲到子類實現。頂級邏輯也有可能調用一些具體方法。
具體模版（ConcreteClass）：
實現父類所定義的一個或多個抽象方法，它們是一個頂級邏輯的組成步驟。
每一個Template Method角色都可以有任意多個具體模版角色與之對應，而每一個具體模版角色都可以給出這些抽象方法（也就是頂級邏輯的組成步驟）的不同實現，從而使得頂級邏輯的實現各不相同。
下面程式範例：
// Template Method pattern --
Structural example
using System;
abstract class AbstractClass
{
abstract public void PrimitiveOperation1();
abstract public void PrimitiveOperation2();
public void TemplateMethod()
{
Console.WriteLine("In
AbstractClass.TemplateMethod()");
PrimitiveOperation1();
PrimitiveOperation2();
}
}
class ConcreteClass : AbstractClass
{
// Methods
public override void PrimitiveOperation1()
{
Console.WriteLine("Called
ConcreteClass.PrimitiveOperation1()");
}
public override void PrimitiveOperation2()
{
Console.WriteLine("Called
ConcreteClass.PrimitiveOperation2()");
}
}
/// <summary>
/// Client 測試
/// </summary>
public class Client
{
public static void Main(string[] args)
{
ConcreteClass c = new ConcreteClass();
c.TemplateMethod();
}
}
使用繼承作為複用的手段必須慎重，C#語言的設計師對使用繼承作為複用的工具有著不同層次上的認識。
首先，初學C#的程式師可能不知道什麼是繼承，或者認為"繼承"是高深的方法。那時候，大部分的功能複用都是通過委派進行的。
然後慢慢地，他們發現在C#語言裡實現繼承並不困難，並且初步認識到繼承可以使子類一下子得到基類的行為。這時他們就會躍躍欲試了，試圖使用繼承作為功能複用的主要工具，並把原來應當使用委派的地方，改為使用繼承，這時繼承就有被濫用的危險。
很多物件導向的設計專家從1986年就開始警告繼承關係被濫用的可能。有一些物件導向的程式設計語言，如SELF語言，甚至將類的繼承關係從語言的功能中取消掉，改為完全使用委派。
其他的設計師雖然不提倡徹底取消繼承，大部分都鼓勵在設計中盡可能使甩委派關係代替繼承關係。比如狀態模式、策略模式、裝飾模式、Bridge Pattern以及Abstract Factory Pattern均是將依賴在繼承的實現轉換為基於物件的組合和聚合的實現，這些模式的要點就是使用委派關係代替繼承關係。
資料的抽象化、繼承、封裝和多態性並稱C#和其他絕大多數的物件導向語言的幾項最重要的特性。繼承不應當被濫用，並不意味著繼承根本就不該使用。因為繼承容易被濫用就徹底拋棄繼承。
繼承使得類型的等級結構易於理解、維護和擴展，而類型的等級結構非常適合於抽象化的設計、實現和複用。很多模式都是用繼承的辦法定義、實現介面的。多數的Design Pattern都描寫一個以抽象類別作為基類，以具體類作為實現的等級結構，比如Iterator Pattern、Composite Pattern、Bridge Pattern、State Pattern等。
Template Method Pattern則更進了一步：此模式鼓勵恰當地使用繼承。此模式可以用來改寫一些擁有相同功能的相關的類，將可複用的一般性的行為代碼移到基類裡面，而把特殊化的行為代碼移到子類裡面。因此，熟悉模版方法模式便成為一個重新學習繼承的好地方。
下面的例子演示了資料庫訪問的範本方法。實際應用時，請確保C目錄下有nwind.mdb這個Access資料庫（可以從Office的安裝目錄下找到。中文版用戶的請注意欄位名可能有所不同）。
// Template Method pattern --
Real World example
using System;
using System.Data;
using System.Data.OleDb;
// "AbstractClass"
abstract class DataObject
{
// Methods
abstract public void Connect();
abstract public void Select();
abstract public void Process();
abstract public void Disconnect();
// The "Template Method"
public void Run()
{
Connect();
Select();
Process();
Disconnect();
}
}
// "ConcreteClass"
class CustomerDataObject : DataObject
{
private string connectionString =
"provider=Microsoft.JET.OLEDB.4.0;
"
+ "data source=c:\\nwind.mdb";
private string commandString;
private DataSet dataSet;
public override void Connect()
{
// Nothing to do
}
public override void Select()
{
commandString = "select
CompanyName from Customers";
OleDbDataAdapter dataAdapter = new OleDbDataAdapter(
commandString, connectionString);
dataSet = new DataSet();
dataAdapter.Fill(dataSet, "Customers");
}
public override void Process()
{
DataTable dataTable = dataSet.Tables["Customers"];
foreach (DataRow dataRow in dataTable.Rows)
Console.WriteLine(dataRow["CompanyName"]);
}
public override void Disconnect()
{
// Nothing to do
}
}
/// <summary>
///
TemplateMethodApp test
/// </summary>
public class TemplateMethodApp
{
public static void Main(string[] args)
{
CustomerDataObject c = new CustomerDataObject();
c.Run();
}
}
六、 模版方法模式中的方法
模版方法中的方法可以分為兩大類：模版方法（Template Method）和基本方法（Primitive Method)。
模版方法
一個模版方法是定義在抽象類別中的，把基本操作方法組合在一起形成一個總算法或一個總行為的方法。這個模版方法一般會在抽象類別中定義，並由子類不加以修改地完全繼承下來。
基本方法
基本方法又可以分為三種：抽象方法（Abstract Method）、具體方法（Concrete Method）和鉤子方法（Hook Method）。
- 抽象方法：一個抽象方法由抽象類別聲明，由具體子類實現。在C#語言裡一個抽象方法以abstract關鍵字標示出來。
- 具體方法：一個具體方法由抽象類別聲明並實現，而子類並不實現或置換。在C#語言裡面，一個具體方法沒有abstract關鍵字。
- 鉤子方法：一個鉤子方法由抽象類別聲明並實現，而子類會加以擴展。通常抽象類別給出的實現是一個空實現，作為方法的默認實現。（Visual FoxPro中項目嚮導建立的項目會使用一個AppHook類實現監視專案成員變化，調整系統結構的工作。）鉤子方法的名字通常以do開始。
在對一個繼承的等級結構做重構時，一個應當遵從的原則便是將行為儘量移動到結構的高端，而將狀態儘量移動到結構的低端。一個類的實現首先建立在行為的基礎之上，而不是建立在狀態的基礎之上。
在實現行為時，是用抽象狀態而不是用具體狀態。如果一個行為涉及到物件的狀態時，使用間接的引用而不是直接的引用。換言之，應當使用取值方法而不是直接引用屬性。
給操作劃分層次。一個類的行為應當放到一個小組核心方法（Kernel Methods）裡面，這些方法可以很方便地在子類中加以置換。
將狀態屬性的確認推遲到子類中。不要在抽象類別中過早地聲明屬性變數，應將它們儘量地推遲到子類中去聲明。在抽象超類中，如果需要狀態屬性的話，可以調用抽象的取值方法，而將抽象的取值方法的實現放到具體子類中。
如果能夠遵從這樣的原則，那麼就可以在等級結構中將介面與實現分隔開來，將抽象與具體分割開來，從而保證代碼可以最大限度地被覆用。這個過程實際上是將設計師引導到模版方法模式上去。
-雲遊山水為知已逍遙一生而忘齡- 電腦神手
