Template Method (padrón de deseño)

Dentro do marco da programación orientada a obxectos, o patrón Template Method (Método Modelo) é un patrón de deseño enmarcado dentro dos chamados patróns de comportamento, que se caracteriza pola definición, dentro dunha operación dunha superclase, dos pasos dun algoritmo, de forma que todos ou parte destes pasos son redefinidos nas subclases herdeiras da citada superclase.

Propósito

Permitir que certos pasos dun algoritmo definido nunha operación dunha superclase, sexan redefinidos nas subclases sen necesidade de ter que sobrescribir a operación enteira.

Aplicabilidade

A utilización do patrón Método Modelo é axeitada nos seguintes casos

• Cando contamos cun algoritmo con varios pasos que non cambian, de modo que ditos pasos invariantes serían implementados nunha superclase, deixando a implementación dos pasos que cambian para as subclases.
• Para evitar a replicación de código mediante xeneralización factorízase o comportamento común de varias subclases nunha única superclase.
• Para controlar as extensións das subclases. O Método Modelo utiliza métodos especiais (métodos de enganche ou hooks) en certos puntos, sendo os únicos puntos que poden ser redefinidos e, por tanto, os únicos puntos onde é posible a extensión.

Estrutura

Móstrase de seguido a estrutura que segue o patrón Método Modelo

Estrutura do patrón Método Modelo

Participantes

• Clase Abstracta: proporciona a definición dunha serie de operacións primitivas (normalmente abstractas) que implementan os pasos dun algoritmo e que serán definidas nas subclases.

Encárgase tamén da implementación dun método desde o cal son invocadas, entre outras, as operacións primitivas. Dito método actúa a modo de modelo, de aí o nome deste patŕon, definindo a secuencia de operacións dun algoritmo.

• Clase Concreta: implementa as operacións primitivas definidas na clase abstracta da cal herda, quedando así determinado o comportamento específico do algoritmo definido no método modelo, para cada subclase.

Colaboracións

As clases concretas baséanse na clase abstracta para implementar a parte invariante do algoritmo.

Consecuencias

• A utilización deste patrón é fundamental á hora de reutilizar código.
• Invértese o control: neste caso a superclase é a encargada de chamar ás operacións definidas nas subclases.
• Distinción entre

• Operacións primitivas (implementadas nas subclases)
• Operacións de enganche ou hooks (proporcionan un código por defecto que pode ser refinado nas subclases).

Cómpre destacar que os métodos modelo xogan un papel clave nas bibliotecas de clases xa que permiten extraer o comportamento común das clases da biblioteca. Outro uso común deste patrón dase na creación de sistemas de plugins grazas principalmente á utilización das anteriormente citadas operacións de enganche (hooks).

Implementación

Á hora de proceder a implementar este patrón, resulta de interese ter en conta os seguintes detalles

• É recomendable declarar as operacións primitivas de tal xeito que só podan ser chamadas polo método modelo (protected se se traballa coa linguaxe de programación Java)
• Debe reducirse na medida do posible o número de operacións primitivas que van ser invocadas desde o método modelo. Deste xeito reducirase a complexidade das subclases e resultará menos tediosa a súa implementación.

Exemplo de implementación

Amósase de seguido un exemplo de implementación do patrón Método Modelo. Nel inténtase ilustrar a grandes trazos o modo de desprazamento dun automóbil que, basicamente, pode simplificarse en: acelerar, cambiar de marcha e frear. O proceso de acelerar e frear pódese considerar que é idéntico en todos os automóbiles, sen embargo a forma de cambiar de marcha varia duns a outros segundo sexan autos con cambio manual ou autos con cambio automático. Dacordo con esto, podemos considerar unha superclase Automobil na cal se define un método modelo Desprazar desde o cal se chama á operación primitiva CambiarMarcha que é implementada dun xeito na subclase "AutomobilManual", e doutro xeito na subclase "AutomobilAutomatico".

Exemplo do patrón Método Modelo.

public abstract class Automobil
{
    public void desprazar()
    {
        acelerar();
        cambiarMarcha();
        frear();
    }

    private void acelerar()
    {
        System.out.println("Acelerando...");
    }

    private void frear()
    {
        System.out.println("Freando...");
    }

    protected abstract void cambiarMarcha()
}

public class AutomobilManual
{
    protected void cambiarMarcha()
    {
        System.out.println("Cambiando de marcha de forma manual");
    }
}

public class AutomobilAutomatico
{
    protected void cambiarMarcha()
    {
        System.out.println("Cambiando de marcha de forma automática");
    }
}

Patróns relacionados

O patrón Método Modelo adoita relacionarse cos patróns de deseño

• Estratexia
• os métodos modelo usan a herencia para variar o comportamento dun algoritmo. No caso do Patrón Estratexia úsase delegación e modificase o algoritmo enteiro.
• Métodos de fabricación
• Os métodos de fabricación adoitan ser chamados desde os métodos modelo.

Véxase tamén

Bibliografía

• E. Gamma, R. Helm, R. Johnson and J. Vlissides (1994). Design Patterns:elements of reusable object-oriented software. Addison-Wesley.