Javascript 模板模式

模板方法模式的定义和组成

模板方法模式是一种只需使用继承就可以实现的非常简单的模式。

模板方法模式由两部分结构组成，第一部分是抽象父类，第二部分是具体的实现子类。通常在抽象父类中封装了子类的算法框架，包括实现一些公共方法以及封装子类中所有方法的执行顺序。子类通过继承这个抽象类，也继承了整个算法结构，并且可以选择重写父类的方法。

假如我们有一些平行的子类，各个子类之间有一些相同的行为，也有一些不同的行为。如果相同和不同的行为都混合在各个子类的实现中，说明这些相同的行为会在各个子类中重复出现。但实际上，相同的行为可以被搬移到另外一个单一的地方，模板方法模式就是为解决这个问题而生的。在模板方法模式中，子类实现中的相同部分被上移到父类中，而将不同的部分留待子类来实现。这也很好地体现了泛化的思想。

第一个例子——Coffee or Tea

下面通过一个例子来说明模板模式:

先泡一杯咖啡

首先，我们先来泡一杯咖啡，如果没有什么太个性化的需求，泡咖啡的步骤通常如下：
(1) 把水煮沸
(2) 用沸水冲泡咖啡
(3) 把咖啡倒进杯子
(4) 加糖和牛奶
通过下面这段代码，我们就能得到一杯香浓的咖啡：

        var Coffee = function(){};Coffee.prototype.boilWater = function(){console.log( ’把水煮沸’ );};Coffee.prototype.brewCoffeeGriends = function(){console.log( ’用沸水冲泡咖啡’ );};Coffee.prototype.pourInCup = function(){console.log( ’把咖啡倒进杯子’ );};Coffee.prototype.addSugarAndMilk = function(){console.log( ’加糖和牛奶’ );};Coffee.prototype.init = function(){this.boilWater();this.brewCoffeeGriends();this.pourInCup();this.addSugarAndMilk();};var coffee = new Coffee();coffee.init();

泡一壶茶

接下来，开始准备我们的茶，泡茶的步骤跟泡咖啡的步骤相差并不大：
(1) 把水煮沸
(2) 用沸水浸泡茶叶
(3) 把茶水倒进杯子
(4) 加柠檬
同样用一段代码来实现泡茶的步骤：

        var Tea = function(){};Tea.prototype.boilWater = function(){console.log( ’把水煮沸’ );};Tea.prototype.steepTeaBag = function(){console.log( ’用沸水浸泡茶叶’ );};Tea.prototype.pourInCup = function(){console.log( ’把茶水倒进杯子’ );};Tea.prototype.addLemon = function(){console.log( ’加柠檬’ );};Tea.prototype.init = function(){this.boilWater();this.steepTeaBag();this.pourInCup();this.addLemon();};var tea = new Tea();tea.init();

分离出共同点

现在我们分别泡好了一杯咖啡和一壶茶，经过思考和比较，我们发现咖啡和茶的冲泡过程是大同小异的，如表所示。

我们找到泡咖啡和泡茶主要有以下不同点。
原料不同。一个是咖啡，一个是茶，但我们可以把它们都抽象为“饮料”。
❏ 泡的方式不同。咖啡是冲泡，而茶叶是浸泡，我们可以把它们都抽象为“泡”。
❏ 加入的调料不同。一个是糖和牛奶，一个是柠檬，但我们可以把它们都抽象为“调料”。经过抽象之后，不管是泡咖啡还是泡茶，我们都能整理为下面四步：
(1) 把水煮沸
(2) 用沸水冲泡饮料
(3) 把饮料倒进杯子
(4) 加调料
所以，不管是冲泡还是浸泡，我们都能给它一个新的方法名称，比如说brew()。同理，不管是加糖和牛奶，还是加柠檬，我们都可以称之为addCondiments()。

让我们忘记最开始创建的Coffee类和Tea类。现在可以创建一个抽象父类来表示泡一杯饮料的整个过程。不论是Coffee，还是Tea，都被我们用Beverage来表示，代码如下：

        var Beverage = function(){};Beverage.prototype.boilWater = function(){console.log( ’把水煮沸’ );};Beverage.prototype.brew = function(){};      // 空方法，应该由子类重写Beverage.prototype.pourInCup = function(){};    // 空方法，应该由子类重写Beverage.prototype.addCondiments = function(){};    // 空方法，应该由子类重写Beverage.prototype.init = function(){this.boilWater();this.brew();this.pourInCup();this.addCondiments();};

创建Coffee子类和Tea子类

现在创建一个Beverage类的对象对我们来说没有意义，因为世界上能喝的东西没有一种真正叫“饮料”的，饮料在这里还只是一个抽象的存在。接下来我们要创建咖啡类和茶类，并让它们继承饮料类：

        var Coffee = function(){};Coffee.prototype = new Beverage();

接下来要重写抽象父类中的一些方法，只有“把水煮沸”这个行为可以直接使用父类Beverage中的boilWater方法，其他方法都需要在Coffee子类中重写，代码如下：

        Coffee.prototype.brew = function(){console.log( ’用沸水冲泡咖啡’ );};Coffee.prototype.pourInCup = function(){console.log( ’把咖啡倒进杯子’ );};Coffee.prototype.addCondiments = function(){console.log( ’加糖和牛奶’ );};var Coffee = new Coffee();Coffee.init();

至此我们的Coffee类已经完成了，当调用coffee对象的init方法时，由于coffee对象和Coffee构造器的原型prototype上都没有对应的init方法，所以该请求会顺着原型链，被委托给Coffee的“父类”Beverage原型上的init方法。

而Beverage.prototype.init方法中已经规定好了泡饮料的顺序，所以我们能成功地泡出一杯咖啡，代码如下：

        Beverage.prototype.init = function(){this.boilWater();this.brew();this.pourInCup();this.addCondiments();};

创建Tea类同理

        var Tea = function(){};Tea.prototype = new Beverage();Tea.prototype.brew = function(){console.log( ’用沸水浸泡茶叶’ );};Tea.prototype.pourInCup = function(){console.log( ’把茶倒进杯子’ );};Tea.prototype.addCondiments = function(){console.log( ’加柠檬’ );};var tea = new Tea();tea.init();

钩子方法

通过模板方法模式，我们在父类中封装了子类的算法框架。这些算法框架在正常状态下是适用于大多数子类的，但如果有一些特别“个性”的子类呢？

但有一些客人喝咖啡是不加调料（糖和牛奶）的。既然Beverage作为父类，已经规定好了冲泡饮料的4个步骤，那么有什么办法可以让子类不受这个约束呢？

钩子方法（hook）可以用来解决这个问题，放置钩子是隔离变化的一种常见手段。我们在父类中容易变化的地方放置钩子，钩子可以有一个默认的实现，究竟要不要“挂钩”，这由子类自行决定。钩子方法的返回结果决定了模板方法后面部分的执行步骤，也就是程序接下来的走向，这样一来，程序就拥有了变化的可能。

在这个例子里，我们把挂钩的名字定为customerWantsCondiments，接下来将挂钩放入Beverage类，看看我们如何得到一杯不需要糖和牛奶的咖啡，代码如下：

        var Beverage = function(){};Beverage.prototype.boilWater = function(){console.log( ’把水煮沸’ );};Beverage.prototype.brew = function(){throw new Error( ’子类必须重写brew方法’ );};Beverage.prototype.pourInCup = function(){throw new Error( ’子类必须重写pourInCup方法’ );};Beverage.prototype.addCondiments = function(){throw new Error( ’子类必须重写addCondiments方法’ );};Beverage.prototype.customerWantsCondiments = function(){return true;    // 默认需要调料};Beverage.prototype.init = function(){this.boilWater();this.brew();this.pourInCup();if ( this.customerWantsCondiments() ){    // 如果挂钩返回true，则需要调料this.addCondiments();}};var CoffeeWithHook = function(){};CoffeeWithHook.prototype = new Beverage();CoffeeWithHook.prototype.brew = function(){console.log( ’用沸水冲泡咖啡’ );};CoffeeWithHook.prototype.pourInCup = function(){console.log( ’把咖啡倒进杯子’ );};CoffeeWithHook.prototype.addCondiments = function(){console.log( ’加糖和牛奶’ );};CoffeeWithHook.prototype.customerWantsCondiments = function(){return window.confirm( ’请问需要调料吗？' );};var coffeeWithHook = new CoffeeWithHook();coffeeWithHook.init();

真的需要“继承”吗?

        var Beverage = function( param ){var boilWater = function(){console.log( ’把水煮沸’ );};var brew = param.brew || function(){throw new Error( ’必须传递brew方法’ );};var pourInCup = param.pourInCup || function(){throw new Error( ’必须传递pourInCup方法’ );};var addCondiments = param.addCondiments || function(){throw new Error( ’必须传递addCondiments方法’ );};var F = function(){};F.prototype.init = function(){boilWater();brew();pourInCup();addCondiments();};return F;};var Coffee = Beverage({brew: function(){console.log( ’用沸水冲泡咖啡’ );},pourInCup: function(){console.log( ’把咖啡倒进杯子’ );},addCondiments: function(){console.log( ’加糖和牛奶’ );}});var Tea = Beverage({brew: function(){console.log( ’用沸水浸泡茶叶’ );},pourInCup: function(){console.log( ’把茶倒进杯子’ );},addCondiments: function(){console.log( ’加柠檬’ );}});var coffee = new Coffee();coffee.init();var tea = new Tea();tea.init();

在这段代码中，我们把brew、pourInCup、addCondiments这些方法依次传入Beverage函数，Beverage函数被调用之后返回构造器F。F类中包含了“模板方法”F.prototype.init。跟继承得到的效果一样，该“模板方法”里依然封装了饮料子类的算法框架。