模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，用于定义算法的框架，并将一些步骤的实现延迟到子类。模板方法模式通过定义一个算法骨架，将具体步骤的实现推迟到子类，使得子类可以在不改变算法结构的情况下重定义算法的某些步骤。在本文中，我们将深入研究Java中模板方法模式的定义、结构、使用场景以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

模板方法模式是一种行为型设计模式，用于定义算法的框架，并将一些步骤的实现延迟到子类。模板方法模式通过定义一个算法骨架，将具体步骤的实现推迟到子类，使得子类可以在不改变算法结构的情况下重定义算法的某些步骤。模板方法模式通常包含两个主要角色：抽象模板（Abstract Template）和具体模板（Concrete Template）。

• 抽象模板（Abstract Template）： 定义了算法的骨架，包含一些抽象的步骤，将具体步骤的实现延迟到子类
• 具体模板（Concrete Template）： 实现了抽象模板中的具体步骤，完成算法的实际实现

2. 应用场景

模板方法模式通常在以下场景中使用：

• 算法的框架已经确定，但某些步骤的具体实现可能会变化：

  当算法的框架已经确定，但某些具体步骤的实现可能会变化时，可以使用模板方法模式

• 重用性要求较高：

  当希望在不改变算法结构的情况下，重用算法的某些部分时，可以使用模板方法模式

• 固定算法的框架，但允许具体步骤的实现发生变化：

  当希望固定算法的框架，但允许具体步骤的实现发生变化时，可以使用模板方法模式

3. 代码实现

下面通过一个简单的例子来演示模板方法模式的实现。假设有一个咖啡和茶的制备过程，我们可以使用模板方法模式定义一个制备饮料的框架。

抽象模板 - 制备饮料 BeverageTemplate

package com.cheney.demo;abstract class BeverageTemplate {// 制备饮料的算法骨架public final void prepareBeverage() {boilWater();brew();pourInCup();addCondiments();}// 烧水protected void boilWater() {System.out.println("烧水");}// 冲泡protected abstract void brew();// 倒入杯中protected void pourInCup() {System.out.println("倒入杯中");}// 添加调料protected abstract void addCondiments();
}

具体模板 - 制备咖啡 Coffee

package com.cheney.demo;class Coffee extends BeverageTemplate {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("冲咖啡");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("添加糖和牛奶");}
}

具体模板 - 制备茶 Tea

package com.cheney.demo;class Tea extends BeverageTemplate {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("泡茶");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("添加柠檬");}
}

客户端启动类 Main

package com.cheney.demo;public class Main {public static void main(String[] args) {// 使用模板方法模式冲咖啡和泡茶System.out.println("冲咖啡:");BeverageTemplate coffee = new Coffee();coffee.prepareBeverage();System.out.println("泡茶:");BeverageTemplate tea = new Tea();tea.prepareBeverage();}
}

在上述例子中，BeverageTemplate 是抽象模板，定义了制备饮料的算法骨架，包含了一些抽象的步骤，将具体步骤的实现延迟到子类。Coffee 和 Tea 是具体模板，实现了抽象模板中的具体步骤，完成了冲咖啡和泡茶的实际实现。

在客户端中，我们使用模板方法模式冲咖啡和泡茶。通过继承抽象模板并实现其中的抽象步骤，我们可以定制不同饮料的制备过程，而不改变算法的整体结构。

结语

模板方法模式是一种用于定义算法框架，并将一些步骤的实现延迟到子类的设计模式。通过使用模板方法模式，可以固定算法的框架，同时允许具体步骤的实现发生变化，提高了代码的复用性和可维护性。在实际开发中，模板方法模式常被用于实现具体算法的共享部分，例如，GUI框架中的事件处理、Junit中的测试方法等。通过合理使用模板方法模式，可以使系统更加灵活和可扩展。


【Java 设计模式】系列 《23 种设计模式》 与 《7 大设计原则》 总纲
🚩设计原则
✨单一职责原则（SRP） 规定一个类应该只有一个引起变化的原因
✨开放/封闭原则（OCP） 表明软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的
✨里氏替换原则（LSP） 强调派生类必须能够替代其基类而不引起程序错误
✨依赖倒置原则（DIP） 倡导高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象
✨接口隔离原则（ISP） 提倡一个类不应该被强迫依赖它不使用的接口
✨合成/聚合复用原则（CARP） 建议尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承
✨迪米特法则（LoD） 规定一个对象应该对其他对象有最少的了解

🚀创建型设计模式
✨单例模式 保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局点
✨工厂方法模式 定义一个用于创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪一个类
✨抽象工厂模式 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类
✨建造者模式 将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
✨原型模式 通过复制现有的对象来创建新对象，而不是从头开始创建

🚀结构型设计模式
✨适配器模式 将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口
✨桥接模式 将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化
✨组合模式 将对象以树形结构组合以表示“部分-整体”的层次结构
✨装饰器模式 动态地给一个对象添加一些额外的职责
✨外观模式 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面
✨代理模式 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
✨享元模式 用共享的方式高效地支持大量小粒度对象

🚀行为型设计模式
✨观察者模式 定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态，所有依赖者都会受到通知并自动更新
✨策略模式 定义一系列算法，将它们封装起来，并且使它们可以相互替换
✨命令模式 将请求封装成对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化
✨状态模式 允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
✨责任链模式 为解除请求的发送者和接收者之间的耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求
✨访问者模式 将算法与对象结构分离，并且可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作
✨中介者模式 用一个中介对象来封装一系列的对象交互
✨备忘录模式 在不破坏封装的情况下，捕获对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态
✨迭代器模式 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示
✨模版方法模式 定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中
✨解释器模式 定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子