在 JavaScript 开发中用到继承的场景其实并不是很多,很多时候我们都喜欢用 mix-in 的方式 给对象扩展属性。但这不代表继承在 JavaScript 里没有用武之地,虽然没有真正的类和继承机制, 但我们可以通过原型 prototype 来变相地实现继承。
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。
模板方法模式的使用场景
从大的方面来讲,模板方法模式常被架构师用于搭建项目的框架,架构师定好了框架的骨架, 程序员继承框架的结构之后,负责往里面填空,比如 Java 程序员大多使用过 HttpServlet 技术来 开发项目。
在 Web 开发中也能找到很多模板方法模式的适用场景,比如我们在构建一系列的 UI 组件, 这些组件的构建过程一般如下所示: (1) 初始化一个 div 容器; (2) 通过 ajax 请求拉取相应的数据; (3) 把数据渲染到 div 容器里面,完成组件的构造; (4) 通知用户组件渲染完毕。
我们看到,任何组件的构建都遵循上面的 4 步,其中第(1)步和第(4)步是相同的。第(2)步不 同的地方只是请求 ajax 的远程地址,第(3)步不同的地方是渲染数据的方式。 于是我们可以把这 4 个步骤都抽象到父类的模板方法里面,父类中还可以顺便提供第(1)步和 第(4)步的具体实现。当子类继承这个父类之后,会重写模板方法里面的第(2)步和第(3)步。
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?比如我们在饮料类 Beverage 中封装了 饮料的冲泡顺序: (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 这 4 个冲泡饮料的步骤适用于咖啡和茶,在我们的饮料店里,根据这 4 个步骤制作出来的咖 啡和茶,一直顺利地提供给绝大部分客人享用。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();
高层组件调用低层组件
模板方法模式是基于继承的一种设计模式,父类封装了子类的算法框架和方法的执行顺序, 子类继承父类之后,父类通知子类执行这些方法,好莱坞原则很好地诠释了这种设计技巧,即高层组件调用底层组件。
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。
