小谈设计模式（11）—模板方法模式

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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

模板方法模式

这是一种行为型设计模式，用于定义算法的框架，将算法的具体实现延迟到子类中。

角色分类

抽象类（Abstract Class）

抽象类定义了一个模板方法，该方法包含了算法的框架，以及一系列基本方法的调用顺序。抽象类还可以定义抽象方法、具体方法和钩子方法，用于延迟具体实现或提供默认实现。

具体子类（Concrete Class）

具体子类继承抽象类，并实现抽象方法和钩子方法。具体子类负责实现算法的具体步骤。

抽象方法（Abstract Method）

抽象方法是在抽象类中声明的方法，由具体子类实现。抽象方法是模板方法中的基本方法，用于完成算法的一部分。

具体方法（Concrete Method）

具体方法是在抽象类中已经实现的方法，可以在模板方法中直接调用。具体方法是模板方法中的基本方法，用于完成算法的一部分。

钩子方法（Hook Method）

钩子方法是在抽象类中有默认实现的方法，子类可以选择是否覆盖。钩子方法可以用于在算法的不同阶段提供不同的行为。

核心思想

将算法的框架固定在抽象类中，而将具体实现延迟到具体子类中。抽象类定义了一个模板方法，该方法包含了算法的框架，以及一系列基本方法的调用顺序。抽象类还可以定义抽象方法、具体方法和钩子方法，用于延迟具体实现或提供默认实现。

Java代码实现

// 抽象模板类
abstract class AbstractClass {
    // 模板方法，定义了算法的骨架
    public final void templateMethod() {
        step1();
        step2();
        step3();
    }

    // 基本方法1
    protected abstract void step1();

    // 基本方法2
    protected abstract void step2();

    // 基本方法3
    protected abstract void step3();
}

// 具体模板类A
class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    @Override
    protected void step1() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step 1");
    }

    @Override
    protected void step2() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step 2");
    }

    @Override
    protected void step3() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step 3");
    }
}

// 具体模板类B
class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    @Override
    protected void step1() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step 1");
    }

    @Override
    protected void step2() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step 2");
    }

    @Override
    protected void step3() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step 3");
    }
}

// 测试代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass classA = new ConcreteClassA();
        classA.templateMethod();

        System.out.println();

        AbstractClass classB = new ConcreteClassB();
        classB.templateMethod();
    }
}

输出

ConcreteClassA: Step 1
ConcreteClassA: Step 2
ConcreteClassA: Step 3

ConcreteClassB: Step 1
ConcreteClassB: Step 2
ConcreteClassB: Step 3

分析

在上面的示例中，抽象模板类AbstractClass定义了一个模板方法templateMethod()，这个方法定义了一个算法的骨架，其中包含了多个基本方法step1()、step2()、step3()。具体模板类ConcreteClassA和ConcreteClassB继承自AbstractClass，并实现了基本方法。

总结

模板方法模式是一种简单但非常实用的设计模式，它通过将算法的框架固定在抽象类中，将具体实现延迟到具体子类中，提供了一种灵活而可扩展的算法设计方案。