模板方法模式

模板方法模式

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，并允许子类在不改变算法结构的情况下重写算法的某些步骤。通过这种模式，能够复用算法的整体流程，同时又能够灵活调整某些具体步骤的实现。

模板方法模式的关键要素

1. 抽象类（Abstract Class）: 定义了算法的骨架，包含一个模板方法（Template Method），该方法中定义了一系列步骤。某些步骤可以由抽象方法（Abstract Method）来表示，这些方法由子类实现。
2. 模板方法（Template Method）: 这是在抽象类中定义的一个具体方法，它按某个顺序调用抽象方法和其他具体方法来完成算法的执行流程。
3. 具体子类（Concrete Class）: 子类继承自抽象类，并实现其中的抽象方法，具体化算法中的某些步骤。

模板方法模式的示例

假设我们要制作一杯饮料，制作饮料的过程是一个固定的流程，但具体的步骤可能会因饮料类型而有所不同。我们可以使用模板方法模式来实现。

// 抽象类
abstract class Beverage {
    // 模板方法
    public final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    // 具体方法
    void boilWater() {
        System.out.println("烧开水");
    }

    // 抽象方法
    abstract void brew();
    abstract void addCondiments();

    // 具体方法
    void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }
}
// 具体子类
public class Coffee extends Beverage{
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("过滤咖啡");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("添加糖和牛奶");
    }
}
// 具体子类
public class Tea extends Beverage  {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("泡茶");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("添加柠檬");
    }
}
//test
public class TestTemplateMethodPattern {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("制作咖啡:");
        Beverage coffee = new Coffee();
        coffee.prepareRecipe();

        System.out.println("-------------------");

        System.out.println("制作茶:");
        Beverage tea = new Tea();
        tea.prepareRecipe();
    }
}

模板方法模式的优点

1. 代码复用：通过定义模板方法，避免了在多个子类中重复编写相同的算法步骤。
2. 易于扩展：新的子类可以不改变现有代码的情况下通过继承并实现新的方法，扩展算法的步骤。
3. 控制流程：通过模板方法，父类可以控制子类的行为，确保算法步骤按规定的顺序执行。

模板方法模式的缺点

1. 增加类数量：每个具体实现都需要一个新的子类，可能会导致类的数量增多，增加系统的复杂性。
2. 实现不够灵活：父类中对算法步骤的固定顺序限制了子类对流程的灵活性。

适用场景

• 当你希望子类可以定制算法的某些步骤，而算法的整体结构在多个子类中是通用时。
• 当多个类中有相似的操作步骤，但具体实现细节不同，且需要遵循固定的步骤顺序时。

模板方法模式是一种强大的设计模式，在需要复用算法结构而允许部分步骤变化的场景下非常适用。