Template Method を Java で

Template Method は、振る舞いに関するデザインパターンの一つで、アルゴリズムの骨組みを基底クラスで定義し、サブクラスではアルゴリズムの全体的な構造は残したまま、ステップを上書きします。

Template Method の詳細

複雑度：

人気度：

使用例： Template Method パターンは、 Java コードではよく見かけます。フレームワークの利用者に継承を用いて標準機能を拡張する単純な方法を提供するために、開発者がよく利用します。

Java のコア・ライブラリーでの Template Method の使用例です：

java.io.InputStream、 java.io.OutputStream、 java.io.Reader、 java.io.Writer の abstract でない全メソッド。
java.util.AbstractList、 java.util.AbstractSet、 java.util.AbstractMap の abstract でない全メソッド。
javax.servlet.http.HttpServlet の doXXX() メソッドは全部、デフォルトでは HTTP 405 「Method Not Allowed」（メッソド不許可）エラーをレスポンスとして送信するが、このどれも自由に上書き可能。

見つけ方： 基底クラスにあるメソッドの一つが、他の抽象または空くうのメソッドをたくさん呼んでいる場合、 Template Method を識別できます。

アルゴリズムの標準ステップの上書き

この例では、 Template Method を用いて、ソーシャル・ネットワークに対して機能するあるアルゴリズムを定義します。特定のソーシャル・ネットワーク向けのサブクラスでは、そのソーシャル・ネットワーク提供の API を使って、ステップを実装します。

networks

networks/Network.java: ソーシャル・ネットワーク基底クラス

package refactoring_guru.template_method.example.networks;

/**
 * Base class of social network.
 */
public abstract class Network {
    String userName;
    String password;

    Network() {}

    /**
     * Publish the data to whatever network.
     */
    public boolean post(String message) {
        // Authenticate before posting. Every network uses a different
        // authentication method.
        if (logIn(this.userName, this.password)) {
            // Send the post data.
            boolean result =  sendData(message.getBytes());
            logOut();
            return result;
        }
        return false;
    }

    abstract boolean logIn(String userName, String password);
    abstract boolean sendData(byte[] data);
    abstract void logOut();
}

networks/Facebook.java: 具象ソーシャル・ネットワーク

package refactoring_guru.template_method.example.networks;

/**
 * Class of social network
 */
public class Facebook extends Network {
    public Facebook(String userName, String password) {
        this.userName = userName;
        this.password = password;
    }

    public boolean logIn(String userName, String password) {
        System.out.println("\nChecking user's parameters");
        System.out.println("Name: " + this.userName);
        System.out.print("Password: ");
        for (int i = 0; i < this.password.length(); i++) {
            System.out.print("*");
        }
        simulateNetworkLatency();
        System.out.println("\n\nLogIn success on Facebook");
        return true;
    }

    public boolean sendData(byte[] data) {
        boolean messagePosted = true;
        if (messagePosted) {
            System.out.println("Message: '" + new String(data) + "' was posted on Facebook");
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public void logOut() {
        System.out.println("User: '" + userName + "' was logged out from Facebook");
    }

    private void simulateNetworkLatency() {
        try {
            int i = 0;
            System.out.println();
            while (i < 10) {
                System.out.print(".");
                Thread.sleep(500);
                i++;
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

networks/Twitter.java: 別の具象ソーシャル・ネットワーク

package refactoring_guru.template_method.example.networks;

/**
 * Class of social network
 */
public class Twitter extends Network {

    public Twitter(String userName, String password) {
        this.userName = userName;
        this.password = password;
    }

    public boolean logIn(String userName, String password) {
        System.out.println("\nChecking user's parameters");
        System.out.println("Name: " + this.userName);
        System.out.print("Password: ");
        for (int i = 0; i < this.password.length(); i++) {
            System.out.print("*");
        }
        simulateNetworkLatency();
        System.out.println("\n\nLogIn success on Twitter");
        return true;
    }

    public boolean sendData(byte[] data) {
        boolean messagePosted = true;
        if (messagePosted) {
            System.out.println("Message: '" + new String(data) + "' was posted on Twitter");
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public void logOut() {
        System.out.println("User: '" + userName + "' was logged out from Twitter");
    }

    private void simulateNetworkLatency() {
        try {
            int i = 0;
            System.out.println();
            while (i < 10) {
                System.out.print(".");
                Thread.sleep(500);
                i++;
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

Demo.java: クライアント・コード

package refactoring_guru.template_method.example;

import refactoring_guru.template_method.example.networks.Facebook;
import refactoring_guru.template_method.example.networks.Network;
import refactoring_guru.template_method.example.networks.Twitter;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * Demo class. Everything comes together here.
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        Network network = null;
        System.out.print("Input user name: ");
        String userName = reader.readLine();
        System.out.print("Input password: ");
        String password = reader.readLine();

        // Enter the message.
        System.out.print("Input message: ");
        String message = reader.readLine();

        System.out.println("\nChoose social network for posting message.\n" +
                "1 - Facebook\n" +
                "2 - Twitter");
        int choice = Integer.parseInt(reader.readLine());

        // Create proper network object and send the message.
        if (choice == 1) {
            network = new Facebook(userName, password);
        } else if (choice == 2) {
            network = new Twitter(userName, password);
        }
        network.post(message);
    }
}

OutputDemo.txt: 実行結果

Input user name: Jhonatan
Input password: qswe
Input message: Hello, World!

Choose social network for posting message.
1 - Facebook
2 - Twitter
2

Checking user's parameters
Name: Jhonatan
Password: ****
..........

LogIn success on Twitter
Message: 'Hello, World!' was posted on Twitter
User: 'Jhonatan' was logged out from Twitter