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行为型：模板方法模式

news 2025/5/25 9:59:08

1、核心思想

2、实现方式

2.1 模式结构

2.2 实现案例

3、优缺点分析

4、适用场景

1、核心思想

目的：父类控制流程，复用公共逻辑，子类灵活扩展，只实现特定步骤。

概念：将总结出来的规律沉淀为一种既定格式，并固化于模板中以供子类继承，对未确立下来的步骤方法进行抽象化，使其得以延续、多态化，最终架构起一个平台，使系统实现在不改变预设规则的前提下，对每个分步骤进行个性化定义。

举例：

1> 烹饪食谱：食谱提供固定步骤（洗菜→切菜→烹饪→装盘），但“烹饪”的具体方式（炒、煮）由子类决定

2> 软件安装向导：安装流程固定（同意协议→选择路径→安装→完成），但不同软件的安装细节可能不同。

2、实现方式

2.1 模式结构

两种核心角色：

AbstractClass（抽象基类）：定义出原始操作步骤的抽象方法以供子类实现，并作为在模板方法中被调用的一个步骤。此外还实现了不可重写的模板方法，其可将所有原始操作组织起来成为一个框架或者平台。
ConcreteClassA、ConcreteClassB（实现类A、实现类B）：继承自抽象基类并且对所有的原始操作进行分步实现，可以有多种实现以呈现每个步骤的多样性。

2.2 实现案例

饮料制作（咖啡和茶的制作流程相似，但部分步骤不同）：

// 抽象类（定义模板方法）
abstract class Beverage {// 模板方法（final防止子类覆盖算法结构）public final void prepareRecipe() {boilWater();brew();pourInCup();if (customerWantsCondiments()) { // 钩子方法控制是否添加调料addCondiments();}}// 具体方法（公共步骤）private void boilWater() {System.out.println("煮沸水");}private void pourInCup() {System.out.println("倒入杯子");}// 抽象方法（子类必须实现）protected abstract void brew();protected abstract void addCondiments();// 钩子方法（可选扩展，默认返回true）protected boolean customerWantsCondiments() {return true;}
}// 具体子类：咖啡
class Coffee extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("冲泡咖啡粉");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加糖和牛奶");}// 覆盖钩子方法：用户可以选择不加调料@Overrideprotected boolean customerWantsCondiments() {return false; // 假设用户不要调料}
}// 具体子类：茶
class Tea extends Beverage {@Overrideprotected void brew() {System.out.println("浸泡茶叶");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("加柠檬");}
}// 客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) {Beverage coffee = new Coffee();coffee.prepareRecipe(); // 输出：煮沸水 → 冲泡咖啡粉 → 倒入杯子（不加调料）Beverage tea = new Tea();tea.prepareRecipe();// 输出：煮沸水 → 浸泡茶叶 → 倒入杯子 → 加柠檬}
}

关键点：

模板方法：通常是final方法，确保算法步骤不可被修改。
基本方法类型：
- 抽象方法：子类必须实现（如brew()）。
- 具体方法：父类已实现（如boilWater()）。
- 钩子方法（Hook Method）：提供默认实现，子类可选择覆盖（如customerWantsCondiments()）。

3、优缺点分析

优点	缺点
提高代码复用性（抽取公共逻辑）	可能导致类爆炸（每变种需一个子类）
父类控制流程，子类专注细节	继承强耦合，违反组合优于继承原则
提供扩展点（钩子方法）	过度使用可能使代码结构复杂化