23种设计模式，模板方法模式的概念优缺点以及JAVA代码举例

模板方法模式是一种行为设计模式，它定义了一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些特定步骤。

模板方法模式的概念

在模板方法模式中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

模板方法模式的优点

1. 代码复用：模板方法模式在抽象类中提供了一个算法框架，允许子类在不改变算法结构的前提下，通过重定义某些步骤的方式重用该算法。
2. 扩展性：新的具体实现只需继承抽象类并实现其抽象方法即可，非常方便。
3. 强制标准：算法的框架被预先定义，子类实现时必须遵循该框架，这在一定程度上强制了标准化。

模板方法模式的缺点

1. 限制了灵活性：由于模板方法最终调用的是已经在抽象类中定义好的方法，这可能限制了子类的灵活性。
2. 增加了系统的复杂性：随着抽象类和具体子类的增多，系统可能变得更加难以理解。

Java代码示例

下面是一个模板方法模式的示例，其中定义了一个抽象类 Game，它提供了玩游戏的模板方法 play()，并由其子类实现具体的步骤。

java复制代码

// 抽象类，定义了模板方法和一些基本步骤
abstract class Game {
    abstract void initialize();
    abstract void startPlay();
    abstract void endPlay();

    // 模板方法
    public final void play() {
        // 初始化游戏
        initialize();
        // 开始游戏
        startPlay();
        // 结束游戏
        endPlay();
    }
}

// Cricket游戏的具体实现
class Cricket extends Game {
    @Override
    void initialize() {
        System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
    }

    @Override
    void startPlay() {
        System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
    }

    @Override
    void endPlay() {
        System.out.println("Cricket Game Finished!");
    }
}

// Football游戏的具体实现
class Football extends Game {
    @Override
    void initialize() {
        System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
    }

    @Override
    void startPlay() {
        System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
    }

    @Override
    void endPlay() {
        System.out.println("Football Game Finished!");
    }
}

// 客户端代码
public class TemplatePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Game game = new Cricket();
        game.play();
        System.out.println();
        game = new Football();
        game.play();
    }
}

在这个例子中，Game 类定义了一个游戏的基本步骤和模板方法 play()，而 Cricket 和 Football 类分别实现了这些步骤，提供了各自的游戏实现。这种方式使得算法的结构被保存，而具体的步骤可以有不同的实现。