Template Method: definire scheletri di algoritmi
Definisca lo scheletro di un algoritmo in una classe base e lasci alle sottoclassi il compito di completarne i passaggi.
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Intento di Template Method
Template Method definisce lo scheletro di un algoritmo in una classe base, delegando alcuni passaggi alle sottoclassi. Le sottoclassi possono sovrascrivere i passaggi senza modificare la struttura complessiva.
Classe base astratta
La classe base contiene il template method, generalmente final, che orchestra i passaggi. I metodi astratti rappresentano i passaggi variabili. I metodi concreti forniscono il comportamento predefinito.
public abstract class DataProcessor {
// Template method — final, defines the algorithm
public final void process() {
readData();
processData();
writeResult();
}
protected abstract void readData();
protected abstract void processData();
protected void writeResult() {
System.out.println("Result written (default)");
}
}Sottoclassi concrete
Ogni sottoclasse implementa i passaggi astratti. La sequenza del template method non cambia mai: varia solo l'implementazione dei singoli passaggi.
public class CSVProcessor extends DataProcessor {
protected void readData() { System.out.println("Reading CSV..."); }
protected void processData() { System.out.println("Parsing CSV rows..."); }
}
public class XMLProcessor extends DataProcessor {
protected void readData() { System.out.println("Reading XML..."); }
protected void processData() { System.out.println("Parsing XML nodes..."); }
@Override
protected void writeResult() { System.out.println("Writing XML result."); }
}Metodi hook
Un hook è un passaggio facoltativo con un'implementazione predefinita, spesso vuota. Le sottoclassi possono sovrascrivere gli hook per aggiungere un comportamento opzionale senza essere obbligate a implementarli.
public abstract class Game {
public final void play() {
initialize();
while (!isDone()) takeTurn();
printWinner();
}
protected void initialize() {} // hook — optional override
protected abstract boolean isDone();
protected abstract void takeTurn();
protected abstract void printWinner();
}Template Method e Strategy
Template Method utilizza l'ereditarietà: lo scheletro è fisso nella classe base e i passaggi vengono sovrascritti nelle sottoclassi. Strategy utilizza la composizione: l'intero algoritmo è esterno. Strategy è più flessibile; Template Method è più semplice quando i passaggi condividono molto contesto.
InputStream di Java come Template Method
read(byte[], int, int) di java.io.InputStream è implementato in termini del metodo astratto read(). Le sottoclassi implementano la versione per un singolo byte; la lettura di più byte è il template.
Template Method per la generazione di report
Definisca un template per i report: raccolga i dati, li formatti e produca l'output. Sostituisca le sottoclassi per produrre output in PDF, HTML o CSV senza modificare la logica di orchestrazione.
public abstract class ReportGenerator {
public final String generate() {
List<Record> data = fetchData();
String body = format(data);
return wrap(body);
}
protected abstract List<Record> fetchData();
protected abstract String format(List<Record> data);
protected String wrap(String body) { return body; } // hook
}Impedire la sovrascrittura del template
Dichiari il template method final per impedire alle sottoclassi di modificare la struttura dell'algoritmo. Solo gli hook e i metodi astratti dovrebbero poter essere sovrascritti.
public final void process() {
validate(); // abstract
execute(); // abstract
cleanup(); // hook with default
}Passaggi astratti e concreti
Renda astratto un passaggio quando deve essere necessariamente fornito dalla sottoclasse. Lo renda concreto, eventualmente vuoto, quando le sottoclassi possono sovrascriverlo per personalizzarlo.
Template Method in JUnit
setUp() e tearDown() di JUnit 4 sono hook del template method definito dal test runner. È il runner a controllare quando vengono chiamati.
Template Method in Spring
JdbcTemplate di Spring utilizza internamente Template Method. Il template controlla la connessione, la creazione dello statement e la pulizia; Lei fornisce una lambda RowMapper per il passaggio variabile di "mappatura della riga".
List<User> users = jdbcTemplate.query(
"SELECT * FROM users",
(rs, row) -> new User(rs.getLong("id"), rs.getString("name"))
);Evitare gerarchie di ereditarietà profonde
Template Method si basa sull'ereditarietà, che può produrre gerarchie di classi profonde. Si limiti a 1-2 livelli. Se le sottoclassi iniziano a sovrascrivere molti passaggi in modi diversi, consideri di passare a Strategy.
Verifica rapida
Quale parola chiave impedisce alle sottoclassi di modificare la sequenza del template method?
Riepilogo
Template Method blocca lo scheletro dell'algoritmo in una classe base con final. Le sottoclassi implementano i passaggi astratti e possono sovrascrivere gli hook. Mantenga le gerarchie poco profonde; utilizzi Strategy quando serve maggiore flessibilità.
Domande Frequenti
La lezione «Template Method: definire scheletri di algoritmi» è gratuita?
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Cosa imparerò in «Template Method: definire scheletri di algoritmi»?
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Tutte le lezioni di questo corso
- Pattern Observer: notifica degli eventi
- Pattern Strategy: algoritmi intercambiabili
- Pattern Command: incapsulare le azioni
- Template Method: definire scheletri di algoritmi