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求同存异——Java模式系列谈之模板方法

王朝java/jsp·作者佚名  2006-01-31
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一、引言

不可否认,编代码、写程序,编的写的其实是人的思想;而设计模式更是这种思想的总结。“求同存异”是周总理的著名外交思想之一,“求同”就是寻求相同的地方,并且来解决它;“存异”就是搁置不同的地方,搁置的意思不是不解决,而是留待后面去解决。

在设计模式中,模板方法正是体现了这种思想的典范。

模板方法,定义一个操作中算法的骨架,将一些步骤的执行延迟到其子类中。其中,这些在父类中实现了的步骤就是所谓的“同”,“求同”就是在父类中把相同的功能先实现;而那些延迟到子类中的步骤就是所谓的“异”,“存异”就是把不同在父类中遗留下来,到子类中去各个实现。

在实际的工作中,经常会遇到这样的情况:有一序列的功能相同的模块,这些模板有很多相同或相似的步骤;当然,也有一个或两个不同的步骤。

如,有在线购物功能的网站,经常要对商品进行各种各样的排名:按商品的点击率排名、按商品的购买率排名、按商品的入站时间排名、按商品的类别进行的搜索等等。这些都是一些搜索功能,功能完全相同;不同的要么是搜索的算法、要么是搜索的数据表不同。

我们知道,如果采用Struts模式的开发方法,那么我们所有的这些功能的实现都是在一个继承了Action类的public ActionForward execute ( ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)中实现,这里需要实现的功能有:取得进行搜索所需要的各种条件,进行搜索算法、处理搜索结果。在这里,取得搜索所需的条件和处理搜索结果的算法是一样的,他们将产生相同的代码。不同的只是进行搜索的算法。很明显,相同的代码是需要我们进行重用的。

那么我们该怎么重用呢?

二、从一段代码谈起

首先需要说明的是:这段代码是一段反面的代码,或者说是一段坏的代码。每个人看了都会觉得不可思议,但这确确实实是我们工作中遇到的代码:

public class ToSpeAction extends Action {

public ArrayList sizeRangeLabel = null;

public ActionForward execute ( ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {

……

if ("Save".equalsIgnoreCase (action)) {

StringBuffer productIDStr = new StringBuffer ( );

StringBuffer speciStr = new StringBuffer ( );

SpeciManager.getInstance ( ).saveHeadData (actionForm, request, productIDStr, speciStr, "specification");

specId = speciStr.toString ( );

ProductID = productIDStr.toString ( );

form.set ("ProductID", ProductID);

form.set ("specId", specId);

}

……

//grid

if (tab.equals ("0")) { //spec

GridDataSummary gdSmy = new GridDataSummary (specId);

gdSmy.specBaseData.setTransform (transform);

gdSmy.specBaseData.setPrevTransform (prevTransform);

gdSmy.specBaseData.setTextRangeSizeSrc ((String) form.get ("sizeRangeIDesc"));

gdSmy.specBaseData.setSortPomStr (sortPomStr);

gdSmy.specBaseData.setGradeRuleId ((String) form.get ("ddlGuleVule"));

gdSmy.specBaseData.setSizeChangeflag ((String) form.get ("sizeChangeFlag"));

gdSmy.specBaseData.setHidePOMCode ("Hide".equalsIgnoreCase (hidePOMCode) ? true : false);

if ("".equalsIgnoreCase (action)) {

load (request, gdSmy);

} else if ("load".equalsIgnoreCase (action)) {

//grid data

load (request, gdSmy);

} else if ("Save".equalsIgnoreCase (action)) {

//Save measure table data

save (request, gdSmy, form);

load (request, gdSmy);

} else if ("refGrid".equalsIgnoreCase (action)) {

String xmlData = refGrid (specXMLStr, gridModel, gdSmy);

LoggerAgent.debug ("grid business done ......\nthe xml data is " + xmlData);

request.setAttribute ("xmlString", xmlData);

// 判定弹出用户自定义排序窗体,并作业务上的处理

if (GridDataConstant.STR_TRUE.equals (request.getParameter ("popUpDefSort"))) {

request.setAttribute ("popUpDefSort", "true");

request.getSession ( ).setAttribute ("pomLst", gdSmy.getPomLst ( ));

}

}

} else if (tab.equals ("1")) { //increaments

GridDataGrdInc gdInc = new GridDataGrdInc (specId);

gdInc.specBaseData.setTransform (transform);

gdInc.specBaseData.setPrevTransform (prevTransform);

gdInc.specBaseData.setTextRangeSizeSrc ((String) form.get ("sizeRangeIDesc"));

gdInc.specBaseData.setSortPomStr (sortPomStr);

gdInc.specBaseData.setGradeRuleId ((String) form.get ("ddlGuleVule"));

gdInc.specBaseData.setSizeChangeflag ((String) form.get ("sizeChangeFlag"));

gdInc.specBaseData.setHidePOMCode ("Hide".equalsIgnoreCase (hidePOMCode) ? true : false);

if ("".equalsIgnoreCase (action)) {

load (request, gdInc , gridModel);

} else if ("load".equalsIgnoreCase (action)) {

//grid data

load (request, gdInc , gridModel);

} else if ("Save".equalsIgnoreCase (action)) {

//Save measure table data

save (request, gdInc, form);

gridModel = (GridControlModel) form.get ("gridModel");

load (request, gdInc, gridModel);

} else if ("refGrid".equalsIgnoreCase (action)) {

String xmlData = refGrid (specXMLStr, gridModel, gdInc);

LoggerAgent.debug ("grid business done ......\nthe xml data is " + xmlData);

request.setAttribute ("xmlString", xmlData);

// 判定弹出用户自定义排序窗体,并作业务上的处理

if (GridDataConstant.STR_TRUE.equals (request.getParameter ("popUpDefSort"))) {

request.setAttribute ("popUpDefSort", "true");

request.getSession ( ).setAttribute ("pomLst", gdInc.getPomLst ( ));

}

}

} else if (tab.equals ("2")) { //measurements

GridDataGrdMeas gdInc = new GridDataGrdMeas (specId);

gdInc.specBaseData.setTransform (transform);

gdInc.specBaseData.setPrevTransform (prevTransform);

gdInc.specBaseData.setTextRangeSizeSrc ((String) form.get ("sizeRangeIDesc"));

gdInc.specBaseData.setSortPomStr (sortPomStr);

gdInc.specBaseData.setGradeRuleId ((String) form.get ("ddlGuleVule"));

gdInc.specBaseData.setSizeChangeflag ((String) form.get ("sizeChangeFlag"));

gdInc.specBaseData.setHidePOMCode ("Hide".equalsIgnoreCase (hidePOMCode) ? true : false);

if ("".equalsIgnoreCase (action)) {

load (request, gdInc);

} else if ("load".equalsIgnoreCase (action)) {

//grid data

load (request, gdInc);

} else if ("Save".equalsIgnoreCase (action)) {

//Save measure table data

save (request, gdInc, form);

gridModel = (GridControlModel) form.get ("gridModel");

load (request, gdInc);

} else if ("refGrid".equalsIgnoreCase (action)) {

String xmlData = refGrid (specXMLStr, gridModel, gdInc);

LoggerAgent.debug ("grid business done ......\nthe xml data is " + xmlData);

request.setAttribute ("xmlString", xmlData);

//判定弹出用户自定义排序窗体,并作业务上的处理

if (GridDataConstant.STR_TRUE.equals (request.getParameter ("popUpDefSort"))) {

request.setAttribute ("popUpDefSort", "true");

request.getSession ( ).setAttribute ("pomLst", gdInc.getPomLst ( ));

}

}

}

……

}

很乱的一大段代码,被我剪裁下去了很多,但依然还有很大的几页。这段代码实现了什么功能,从现在的代码上看,就已经很让人头疼了,更不要提看原来的代码。通过了解需求,我才明白这段代码的功能:有几个大部分功能相似的页面,每个页面都有相似的功能,如显示数据、保存数据和刷新数据。作者将不同的页面、不同的功能都实现在了一个类里。在上面的代码中,变量tab是用来区别不同的页面的,而action是用来区别不同的动作,如显示、保存、刷新的。

我这样一说,大家都恍然大悟:好家伙,这个类的功能也够强大了的。作者这样写,最重要的原因恐怕是为了代码的重用:因为不管是不同的页面、还是不同的动作,他们都有很多相同或相似的功能,即有需要重用的代码,把他们放在一个类里面,就保证了代码的重用。

大家都知道那是不好的代码,不好在那里呢?

单一职责原则——SRP

就一个类而言,应该仅有一个引起它的变化的原因。

原则——最简单,最单纯的事情最容易控制,最有效。

类的职责简单而且集中,避免相同的职责分散到不同的类之中,避免一个类承担过多的职责;减少类之间的耦合;当需求变化时,只修改一个地方。

组件——每个组件集中做好一件事情。

方法——避免写臃肿的方法。

单一职责原则告诉我们,类的功能要单一。这样的好处是多方面的:第一,开发思路清晰,不容易出错。第二,单元测试容易。第三,代码功能简单明了,交流容易。第四,维护容易。

根据SRP原则,上面的一个类需要用若干个类来实现,每一个类只实现一个页面的一个功能。确立了这么一个原则,那么下面的问题就是:我们在这些类里有很多相同的代码,怎么实现这些代码的重用呢?

第三、问题的解决

最近我们做的一个项目,产品的生命周期管理系统,我们需要对产品的各个方面进行管理,如产品的总属性、结构、颜色、来源等等。而每一个方面的管理又有两个基本的操作——察看和修改保存。

我们来看使用模板方法对上述问题的解决方法:

首先我们构造一个抽象类:CommonAction,该类继承了Action,如下:

public abstract class CommonAction extends Action{

实现public final ActionForward execute(ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)方法,注意:为了CommonAction类的子类不能覆盖这个方法,我们使用了final关键字。

public final ActionForward execute(ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

{

接下来,我们来实现一些公用代码:

String productId = TransformTools.getObjectString(request.getParameter("ProductID"),"1");

String nodeID = TransformTools.getObjectString(request.getParameter("nodeID"));

request.setAttribute("ProductID",productId);

request.setAttribute("nodeID",nodeID);

String tabId = "";

setTabList(request,productId);

FBProduct product = new FBProduct(new Long(productId));

CommonBean bean=new CommonBean();

bean.setNodeId(nodeID);

bean.setProduct(product);

bean.setProductId(productId);

bean.setTabId(tabId);

上面是一些公用代码,每一个子类都需要用同样的方法来取得的一些参数和数据。

下面是调用需要子类来实现的方法:

doWithDb(actionForm,request,response,bean)

最后又是对公用代码的调用:

return setActionForward(actionMapping,actionForm,request,response,bean);

}

至此,我们看到public final ActionForward execute(ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)方法已经完成。

我们来看该方法内所调用的方法的实现:

首先是public ActionForward setActionForward(ActionMapping actionMapping,ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,CommonBean bean)方法,该方法有一个默认的实现,用来实现该跳转功能的绝大多数的功能实现,就是跳转到“success”;当然,有些时候我们不是这么简单的跳转,而需要做一些变化,没关系,在子类中,你可以覆盖这个方法:

public ActionForward setActionForward(ActionMapping actionMapping,ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,CommonBean bean)

{

return actionMapping.findForward("success");

}

同样:

protected void setTabList(HttpServletRequest request,String productId)

{

ArrayList list = new ArrayList();

list = FormDataAccess.getProductFormList(productId);

request.setAttribute("TabList", list);

request.setAttribute("tabName", "Construction");

}

protected final void setSelectToRequest(HttpServletRequest request,Object o)

{

HashMap map = getMap("getMap",o);

Object[] keys=map.keySet().toArray();

for(int i=0;i<keys.length;i++)

{

request.setAttribute(keys[i].toString(),map.get(keys[i].toString()));

}

}

private HashMap getMap(String methodName,Object o)

{

try

{

Class c=o.getClass();

Class[] types=new Class[]{};

Object[] args=new Object[]{};

Method m=c.getMethod(methodName,types);

return (HashMap)m.invoke(o,args);

}

catch(Exception e)

{

e.printStackTrace();

return null;

}

}

最后,我们将doWithDb方法留给子类实现:

protected abstract void doWithDb(ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,CommonBean bean);

}

关键字abstract表明doWithDb是抽象方法,是需要在子类中实现的方法。到此,我们的CommonAction类功能完成。

而在子类中,我们只需要实现protected void doWithDb(ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,CommonBean bean)方法就行,如下:

public class ToConstructionAction extends CommonAction{

protected void doWithDb(ActionForm actionForm, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,CommonBean bean)

{

FBProduct product=bean.getProduct();

T_TrimConstruction trimConstruction=(T_TrimConstruction)product.getTabInstance(BaseElementConst.FT_TRIM_CONSTRUCTION ,bean.getNodeId(),BaseElementConst.LIB_FORM_TRIM_CONSTRUCTION,null,request);

FTFormParam param = (FTFormParam)trimConstruction.getFormParam();

param.setNodeID(bean.getNodeId());

param.setObjectId(bean.getProductId());

param.setDetail_Object("1");

trimConstruction.LoadData(true,param);

LE_TrimConstruction construction=(LE_TrimConstruction)trimConstruction.getSectionBase("LE_TrimConstruction");

DynaActionForm form=(DynaActionForm)actionForm;

String[] types=(String[])form.get("ddlLabelType");

if(types==null||types.length==0)

{

String[] typess=construction.getFabric().getLabelTypeList();

request.setAttribute("types",typess);

form.set("ddlLabelType",typess);

}

else

{

request.setAttribute("types",types);

}

ConstructionDataManager.setWebData(form,request,construction.getFabric());

setSelectToRequest(request,construction);

request.setAttribute("tabName", "Construction");

request.setAttribute("TitleMenu", "LibraryTrimConstruction");

}

}

第四、总结

由上面的例子,可以看出:如果存在这样一种情况——各类中有同一个方法,在这个方法中,我们要实现一些同样的代码,也有一些不同的代码,形如下面的模式:

public Class ClassName

{

public functionName()

{

//重用的代码

……

//各自不同的代码

……

}

}

这样,我们可以做一个抽象类,在该类中,我们将重用的代码实现,而将不能重用的代码延迟到子类中实现:

public abstract Class CommonClassName

{

public final functionName()

{

//重用的代码

publicFunction(…);

//各自不同的代码

privateFuction(…);

}

protected publicFunction(…)

{

//重用的代码

……

}

public abstract privateFuction(…);

}

子类:

public Class SonClassName extends CommonClassName

{

public privateFuction(…)

{

//各自不同的代码

……

}

}

我们来看,将相同的代码在父类中先实现,而将不同的代码延迟到子类中实现,这是不是“求同存异”呢?

有了模板方法模式,关于上面的一个很烂冗长的代码是不是有了解决办法,既做到了满足面向对象的单一职责原则,又重用了代码。

模板方法可以说是所有模式中最简单、最常用的模式,我们应该熟练的掌握。

 
 
 
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