Template Method Pattern – Krok po Kroku dla Początkujących

Dlaczego Template Method Pattern jest ważny?

W programowaniu często spotykamy sytuacje gdzie różne klasy wykonują podobne operacje, ale z drobnymi różnicami. Template Method pattern rozwiązuje ten problem eliminując duplikację kodu i zapewniając spójną strukturę procesów biznesowych. To fundamentalny wzorzec używany w Spring Framework, Apache Commons i wielu innych bibliotekach Java.

Czym jest Template Method Pattern?

Template Method to behawioralny wzorzec projektowy który definiuje szkielet algorytmu w metodzie klasy bazowej, delegując niektóre kroki do klas pochodnych. Klasy pochodne mogą przedefiniować poszczególne kroki algorytmu bez zmiany jego ogólnej struktury.

Praktyczny przykład – System raportowania

Wyobraź sobie że musisz stworzyć system generujący różne typy raportów: PDF i Excel. Oba mają podobną strukturę, ale różnią się formatowaniem.

// Klasa abstrakcyjna definiująca template method
public abstract class ReportGenerator {
    
    // Template method - szkielet algorytmu
    public final void generateReport() {
        collectData();
        formatHeader();
        formatData();
        formatFooter();
        saveReport();
    }
    
    // Metody wspólne dla wszystkich raportów
    protected void collectData() {
        System.out.println("Zbieranie danych z bazy.....");
    }
    
    protected void saveReport() {
        System.out.println("Zapisywanie raportu na dysk...");
    }
    
    // Metody abstrakcyjne - do implementacji w klasach pochodnych
    protected abstract void formatHeader();
    protected abstract void formatData();
    protected abstract void formatFooter();
}

// Konkretna implementacja dla PDF
public class PDFReportGenerator extends ReportGenerator {
    
    @Override
    protected void formatHeader() {
        System.out.println("Formatowanie nagłówka PDF z logo...");
    }
    
    @Override
    protected void formatData() {
        System.out.println("Formatowanie danych do tabeli PDF...");
    }
    
    @Override
    protected void formatFooter() {
        System.out.println("Dodawanie stopki z numeracją stron PDF...");
    }
}

// Konkretna implementacja dla Excel
public class ExcelReportGenerator extends ReportGenerator {
    
    @Override
    protected void formatHeader() {
        System.out.println("Tworzenie nagłówka w pierwszym wierszu Excel...");
    }
    
    @Override
    protected void formatData() {
        System.out.println("Wypełnianie komórek danymi Excel...");
    }
    
    @Override
    protected void formatFooter() {
        System.out.println("Dodawanie formuł sumujących Excel...");
    }
}

Użycie wzorca w praktyce

public class ReportingService {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        // Generowanie raportu PDF
        ReportGenerator pdfReport = new PDFReportGenerator();
        pdfReport.generateReport();
        
        System.out.println("---");
        
        // Generowanie raportu Excel  
        ReportGenerator excelReport = new ExcelReportGenerator();
        excelReport.generateReport();
    }
}

Kluczowe cechy wzorca

public abstract class DataProcessor {
    
    public final void processData() {
        loadData();
        if (shouldValidate()) {  // Hook method
            validateData();
        }
        transformData();
        saveData();
    }
    
    // Hook method z domyślną implementacją
    protected boolean shouldValidate() {
        return true;  // Domyślnie zawsze waliduj
    }
    
    protected abstract void loadData();
    protected abstract void transformData();
    protected abstract void saveData();
    
    private void validateData() {
        System.out.println("Walidacja danych...");
    }
}

Template Method vs Strategy Pattern

Wzorzec w praktyce – Spring Framework

Spring Framework intensywnie używa Template Method pattern. Przykład to JdbcTemplate który definiuje szablon dla operacji bazodanowych:

// Uproszczony przykład inspirowany Spring JDBC
public abstract class JdbcOperations {
    
    public final List executeQuery(String sql) {
        Connection conn = getConnection();
        PreparedStatement stmt = prepareStatement(conn, sql);
        ResultSet rs = stmt.executeQuery();
        List results = mapResults(rs);  // Abstract method
        cleanup(conn, stmt, rs);
        return results;
    }
    
    protected abstract List mapResults(ResultSet rs);
}

Przydatne zasoby:

• Dokumentacja Java 8
• Dokumentacja Spring Framework
• Java Design Patterns na GitHub