模板方法模式是一种设计模式，它定义了一个算法的骨架，而算法的具体步骤由子类实现。它允许子类在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。
结构
模板方法模式包含以下角色：
- 抽象类：定义算法的骨架，包括算法的步骤和一个抽象方法，由子类实现。
- 具体子类：实现抽象方法，提供算法的具体步骤。
实现
// 抽象类
abstract class AbstractClass {
public final void templateMethod() {
step1();
step2();
step3();
}
protected abstract void step1();
protected abstract void step2();
protected abstract void step3();
}
// 具体子类
class ConcreteClassA extends AbstractClass {
@Override
protected void step1() {
// 具体实现
}
@Override
protected void step2() {
// 具体实现
}
@Override
protected void step3() {
// 具体实现
}
}
// 具体子类
class ConcreteClassB extends AbstractClass {
@Override
protected void step1() {
// 具体实现
}
@Override
protected void step2() {
// 具体实现
}
@Override
protected void step3() {
// 具体实现
}
}
在上面的示例中，AbstractClass定义了算法的骨架，其中templateMethod方法调用三个抽象方法：step1、step2和step3。ConcreteClassA和ConcreteClassB是具体子类，它们实现抽象方法以提供算法的具体步骤。
优点：
- 可扩展性：子类可以重新定义算法的某些步骤，而无需修改算法的整体结构。
- 代码复用：算法的骨架在抽象类中定义，可由所有子类复用。
- 一致性：通过定义算法的骨架，模板方法模式确保所有子类遵循一致的算法结构。
缺点：
- 灵活性受限：算法的骨架由抽象类定义，子类只能重新定义抽象方法，不能更改算法的整体结构。
- 类层次结构复杂：如果算法有许多步骤，则可能导致类层次结构变得复杂。
应用场景
模板方法模式适用于以下场景：
- 当需要定义算法的骨架，但算法的具体步骤需要由子类实现时。
- 当需要确保算法的一致性，同时允许子类定制其某些步骤时。
- 当需要在不修改现有代码的情况下扩展算法的功能时。
结论
模板方法模式是一种强大的设计模式，它提供了一种灵活且可扩展的方式来定义和扩展算法。通过将算法的骨架与具体步骤的实现分离开来，它允许子类定制算法的行为，同时保持算法的整体结构。
