iThome 網站首載：實現共用程式樣版的模式
撰寫程式時，分離程式中通用流程與特定實現的模式經常可見，將通用流程抽取成為共用的程式樣版，可減少程式碼重複並增加可維護性，熟悉之後開發者更易於發現通用流程特徵，避免撰寫重複流程，令開發者設計時可專注於特定實作。
- 以繼承重用父類別中的程式樣版
實現共用程式樣版的方式之一，是透過繼承來共用父類別中的流程，Gof設計模式分類中稱此種模式為樣版方法（Template method）。具體實例之一是Servlet的實作，在HttpServlet的service方法中，實現了判斷與預處理GET、POST等HTTP方法的流程樣版，並在GET時呼叫doGet、POST時呼叫doPost等，想實作Servlet進行請求處理與回應，只要繼承HttpServlet，並依需求重新定義doGet、doPost即可。
樣版方法模式的特定實現是放在子類別中，這些特定實現可能用於父類別中多個具有共用樣版的方法中。繼承顯然是樣版方法模式的一大特徵，這是考量共用樣版是否放在父類別中的重要因素。由於具有父子類別關係，父類別中某些需特定實現的方法可有預設實作，減輕子類別必須逐一實作方法的負擔，子類別只要依需求重新定義某些方法；由於具有繼承關係，子類別可直接取用父類別中權限允許的定義，子類別需要實作的方法也不一定要公開（public），而可以是受保護（protected）的方法。
不過樣版方法中，擁有共用流程的類別與具備特定實現的類別必然具備「是一種」（is a）的關係，在只允許繼承單一實作類別的語言中形成最大限制。在JDK8中，介面允許預設方法（Default method），某類別實現具預設方法的介面時，就可擁有預設方法中的程式樣版，只要再實現未實作的抽象方法，就可擁有完整功能。如果將實作具備預設方法的介面，看作是一種受限多重繼承，實際上此種機制也是樣版方法模式的實現。Scala中的Trait、Ruby中的Module，也是實作樣版方法模式的機制之一。
- 以組合重用實境類別中的程式樣版
若不想以繼承方式實作程式樣版共用，可採用策略（Strategy）模式，將特定實作定義在策略類別中，共用程式樣版則定義在實境（Context）類別，並以組合（Composition）方式建立完整功能。具體案例是JDK中的TreeSet或TreeMap，在建立實例時可指定自訂的Comparator，TreeSet或TreeMap在排序插入的元素時有既定流程，實際兩元素的前後順序則委託（Delegate）給Comparator來判斷。
策略模式特定實現是定義在策略類別，策略物件可能會用於父類別中多個具共用樣版的方法中。組合與委託是策略模式的一大特徵，因而實境類別可於執行時期切換策略物件。例如JDK的Swing可於執行時期切換版面管理員（Layout manager），達到重新配置版面元件的效果。由於需要取得特定實作結果時是採委託方式，策略物件的方法往往必須公開。
樣版方法與策略模式作用上看似雷同，決定採用哪種方式，實際上就是在繼承與組合之間作抉擇。如果需要繼承多型，也就是必須以父類別型態來操作子類別實例，像是Web容器（Container）必須透過Servlet型態來操作HttpServlet子類別實例，那就採用樣版方法。如果不需要繼承多型，由於採用策略模式時實境類別與策略類別間沒有繼承關係，通常可預留較大彈性。由於繼承一般是比較不鼓勵的，因而可以的情況下採用策略模式，必要的情況下採用樣版模式。
- 以回呼重用特定方法中的程式樣版
如果類別功能繁多，而個別功能僅需要某幾個特定實作，若採用樣版方法模式，繼承父類別後得一次實作許多特定方法，造成子類別實作時的麻煩，若採用策略模式，策略類別得一次實作許多特定方法，造成策略類別實作時的麻煩；雖然可在父類別或策略類別中進行預設實作，分別減輕子類別或策略類別實作時的負擔，然而又會造成必須繼承笨重父類別的問題。
如果類別的功能繁多，可以採用樣版回呼（Template callback）模式，將個別功能所需的特定實作，打散至各個回呼物件。舉例來說，JDBC實作程式碼往往出現許多重複流程，僅小部份需要特定實作，而JDBC操作中有許多增刪查改的小功能，Spring框架在實現JdbcTemplate時，採取樣版回呼模式，在需要某個JDBC操作時僅要求特定回呼物件。例如，在update方法需要設定"INSERT INTO user (name,age) VALUES(?,?)"語法中佔位字元實際參數時，可如下實作：
jdbcTemplate.update(sql, new PreparedStatementSetter() {
public void setValues(PreparedStatement ps) throws SQLException {
ps.setString(1, name); ps.setInt(2, age);
}
});
public void setValues(PreparedStatement ps) throws SQLException {
ps.setString(1, name); ps.setInt(2, age);
}
});
JDK的Collections類別sort方法，也是採用樣版回呼模式，使用sort排序List時可傳入Comparator實例，自訂排序時兩元素的順序。對於非類別基礎（Class-based）語言來說，樣版回呼（Template callback）模式更為重要，不過這類語言通常存在一級（First-class）函式，所以更常見的稱呼是回呼函式（Callback function），比方說對JavaScript的陣列排序可以寫為：
[1, 3, 2, 5, 4].sort(function(a, b) {
return a - b;
});
return a - b;
});
回呼方式不是沒有缺點，以Java來說，現階段採用回呼物件必須使用匿名內部類別實作，語法負擔較大，未來JDK8可採用Lambda語法的話，語法上可較為簡潔。設計時也應避免回呼物件或函式形成過深巢狀結構，形成回呼地獄（Callback hell）的問題。例如：
readXML(function(xml) {
toJSON(xml, function(json) {
sendToServer(json, function(response) {
logToDatabase(response, function(...) {
...
});
});
});
});
toJSON(xml, function(json) {
sendToServer(json, function(response) {
logToDatabase(response, function(...) {
...
});
});
});
});
- 觀察樣版程式碼熟悉重複特徵
有些程式碼可簡單看出重複流程，例如處理輸入輸出或JDBC時的例外處理流程，往往一眼就看得出重複與累贅，因而可直接抽取加以封裝，之後重複運用，然而有些程式碼中即使存在重複流程，也很難直接察覺。舉例來說，如果有個List<Album>的albums與加總整數用的total，想計算花在超過40歲歌手的唱片錢有多少，可能如下撰寫：
for(Album album : albums) {
Singer singer = album.getSinger();
if(singer.getAge() > 40) {
total += album.getPrice();
}
}
Singer singer = album.getSinger();
if(singer.getAge() > 40) {
total += album.getPrice();
}
}
觀察已抽取出的樣版程式碼，通常可以找出重複的特徵。例如利用迴圈對清單作if判斷，通常代表針對List作過濾（Filter）；在迴圈中從某元素取得另一元件值，通常表示從List中匹配（Map）出另一個List；在迴圈中逐一取得元件值作計算，通常代表著左折疊（Fold left）或右折疊（Fold Right）。因此若List定義有filter、map、reduce方法，可針對albums作filter(album -> album.getSinger().getAge() > 40)取得符合的專輯清單，然後再對傳回的專輯清單map(album -> album.getPrice())匹配出價格清單，最後使用reduce(0, (seed, price) -> seed + price)對價格清單作加總。程式不僅避免重複流程，還具有簡潔的語意。