行为模式-模板方法模式
定义：
Define the skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps to subclasses.Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm's structure.（定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改 变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。）
模板方法模式通用类图
模板方法设计模式的核心思想是“定义算法骨架，将可变部分延迟到子类实现”。它将算法中不变的部分封装在抽象类的模板方法中，而将可变的部分抽象成抽象方法或钩子方法，由子类具体实现。这样可以避免代码重复，同时允许子类在不改变算法整体结构的情况下，对某些步骤进行定制化实现。
角色：
模板方法模式包含以下几个核心角色：
1、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骨架，具体步骤由一系列方法调用组成。这些方法可以是抽象方法、具体方法或钩子方法：
- 抽象方法：由抽象类声明，具体实现由子类完成。
- 具体方法：在抽象类中已经实现，子类可以直接使用或重写。
- 钩子方法：在抽象类中提供默认实现，子类可以选择重写或不重写。钩子方法通常用于控制算法的流程。
2、具体子类（Concrete Class）
具体子类继承自抽象类，实现抽象类中的抽象方法，必要时重写钩子方法，以实现特定的业务逻辑。具体子类不改变算法的结构，只负责实现算法中的某些步骤。
代码示例：
咖啡和茶的制作过程有相似的步骤：烧水、冲泡、倒入杯中、添加调料。使用模板方法设计模式实现这两种饮品的制作过程。
// 抽象类：饮品制作
public abstract class Beverage {// 模板方法：定义制作饮品的算法骨架public final void prepareRecipe() {boilWater();brew();pourInCup();if (customerWantsCondiments()) {addCondiments();}}// 具体方法：烧水protected final void boilWater() {System.out.println("烧开水");}// 抽象方法：冲泡protected abstract void brew();// 具体方法：倒入杯中protected final void pourInCup() {System.out.println("倒入杯中");}// 抽象方法：添加调料protected abstract void addCondiments();// 钩子方法：是否添加调料，默认添加protected boolean customerWantsCondiments() {return true;}}// 具体子类：咖啡
public class Coffee extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("冲泡咖啡粉");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("添加糖和牛奶");}}// 具体子类：茶
public class Tea extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("浸泡茶叶");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("添加柠檬");}// 重写钩子方法，自定义是否添加调料@Overrideprotected boolean customerWantsCondiments() {// 模拟用户选择return Math.random() > 0.5;}}// 客户端代码
public class BeverageClient {public static void main(String[] args) {System.out.println("制作咖啡...");Beverage coffee = new Coffee();coffee.prepareRecipe();System.out.println("\n制作茶...");Beverage tea = new Tea();tea.prepareRecipe();}}优点 ：
1.提高代码复用性：将通用的算法结构放在抽象类中，避免了在多个子类中重复实现相同的代码，提高了代码的复用性。
2.简化子类实现：子类只需实现抽象类中定义的抽象方法和需要重写的钩子方法，而不需要关心算法的整体结构，简化了子类的实现。
3.便于控制算法流程：模板方法模式将算法的控制权集中在抽象类中，子类只能在允许的范围内进行扩展，便于控制算法的流程和行为。
4.符合开闭原则：当需要修改或扩展算法的某些步骤时，只需创建新的子类，而不需要修改抽象类的代码，符合开闭原则。
缺点：
1.限制子类灵活性：模板方法模式通过继承实现代码复用，子类必须遵循抽象类定义的算法结构，可能会限制子类的灵活性。
2.增加类的数量：随着算法步骤的增加，抽象类和子类的数量可能会增多，导致系统的类层次结构变得复杂，增加了代码的理解和维护难度。
3.父类与子类耦合度较高：模板方法模式中，抽象类定义了算法的骨架，子类依赖于抽象类的实现。如果抽象类发生变化，可能会影响到所有的子类，导致父类与子类之间的耦合度较高。
使用场景：
（一）多个算法有相似结构的场景
当多个算法或操作具有相似的结构，但某些步骤的实现方式不同时，可以使用模板方法设计模式。将通用的算法结构放在抽象类中，而将不同的步骤实现延迟到子类中，避免代码重复。
（二）需要控制子类扩展的场景
模板方法模式允许在不改变算法整体结构的情况下，通过子类来扩展或修改算法的某些步骤。抽象类可以定义哪些步骤是必须实现的（抽象方法），哪些步骤是可以选择性实现的（钩子方法），从而控制子类的扩展方式。
（三）希望提高代码复用性的场景
模板方法设计模式通过继承实现代码复用，将通用的代码放在抽象类中，而将特殊的代码放在子类中。这样可以减少代码冗余，提高代码的复用性和可维护性。
（四）框架设计场景
在框架设计中，模板方法模式经常被用来定义框架的核心流程，而将一些具体的实现细节留给开发者。例如，Java 的 Servlet API 中，HttpServlet 类就使用了模板方法模式，定义了处理 HTTP 请求的基本流程，开发者只需重写 doGet()、doPost() 等方法即可。
模板方法设计模式通过定义算法的骨架，将可变部分延迟到子类实现，为软件开发提供了一种优雅的代码复用和扩展方式。它在多个领域都有广泛的应用，如游戏开发中的角色行为模式、软件开发中的框架设计等。合理运用模板方法设计模式，可以使代码更加简洁、灵活和易于维护。然而，在使用时也需要注意其缺点，避免过度使用导致类层次结构复杂。通过权衡利弊，我们可以在适当的场景下使用模板方法模式，发挥其最大的优势。