详解java模板和回调机制

当我们在编写一些框架或者类库时，经常会用到模板和回调机制。在Java中，模板指的是一个通用的算法框架，其中某些步骤可以由子类实现，而回调指的是让对象调用一个指定的方法来进行操作。

一、什么是模板

模板是一种设计模式，它可以让你定义一组算法，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。模板模式让子类在不改变算法结构的情况下重定义算法中的某些步骤，它可以使算法的结构保持不变，同时能适应新颖的需求。在Java中，模板使用抽象类来实现。

1.1 核心概念

在模板中，有两个关键角色:抽象类和具体子类。

• 抽象类：定义算法的结构和一些基本操作，它的方法通常是固定的，而具体实现则由子类去完成。

• 具体子类：实现抽象类中的抽象方法，完成算法中的特定步骤。

1.2 示例代码

下面是一个简单示例代码，展示模板模式如何在Java中实现。

public abstract class AbstractSort {
    public void sort(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length < 2) {
            return;
        }
        int len = nums.length;
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                if (nums[j] < nums[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
            if (minIndex != i) {
                swap(nums, i, minIndex);
            }
        }
    }

    public abstract void swap(int[] nums, int i, int j);
}

public class SelectionSort extends AbstractSort {
    @Override
    public void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

public class InsertionSort extends AbstractSort {
    @Override
    public void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

在上面的示例代码中，AbstractSort是抽象类，实现了命名为sort的模板方法。可以看到，在sort方法中，已经固定了算法的步骤。而要实现具体算法的步骤，则通过swap方法进行实现。swap方法是一个抽象方法，需要在具体的子类中去实现。

二、什么是回调

回调机制是一个编程设计模式，它允许将代码作为参数传递给其他方法，并在某些情况下被调用。通俗地说，它就是将一个方法作为参数传入另一个方法，并在一些条件下执行。

Java中，回调通常以接口(interface)的形式存在。

2.1 核心概念

在回调机制中，有两个主要的角色：调用者和回调函数。

• 调用者：包含了回调函数需要的数据，以及需要在某些时间点调用回调函数的条件。当满足这些条件时，调用者会执行回调函数。

• 回调函数：此处指实现了某个特定接口的类。调用者在需要的时候会调用回调函数中的某个方法，以达到特定的目的。

2.2 示例代码

下面是一个示例代码，展示如何在Java中使用回调机制。

public interface Callback {
    void execute();
}

public class Caller{
    public void process(Callback callback){
        // ... 执行一些操作

        // 调用回调函数
        callback.execute();
    }
}

public class MyCallback implements Callback {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Callback executed.");
    }
}

在上面的示例代码中，Caller是调用者，Callback是回调函数在Java中的表示。MyCallback是一个具体实现了Callback接口的类。

Caller中的process方法接受一个Callback对象作为参数。当调用它的时候，它会执行一些操作，然后调用回调函数的execute方法。在这个例子中，MyCallback实现了execute方法，并在其中打印了一条消息。

接下来，我们可以在主方法中进行测试：

public static void main(String[] args) {
    Caller caller = new Caller();
    Callback callback = new MyCallback();
    caller.process(callback);
}

这样，就可以执行回调函数了。