设计模式详解---模板方法模式

1. 模板方式概念

当需要定义一个算法的框架，但允许具体步骤在子类中灵活实现时，可以使用模板方法（Template Method）设计模式。该模式通过定义一个模板方法以及一组抽象方法，将算法的结构固定，但具体实现延迟到子类中。

2.实现代码

以下是一个详细示例代码，展示了模板方法设计模式的应用：

// 抽象类
abstract class AbstractClass {
? ? // 模板方法，定义了算法的框架
? ? public final void templateMethod() {
? ? ? ? step1();
? ? ? ? step2();
? ? ? ? step3();
? ? }

? ? // 抽象方法，由子类实现具体步骤
? ? protected abstract void step1();

? ? // 抽象方法，由子类实现具体步骤
? ? protected abstract void step2();

? ? // 具体方法，通用的步骤
? ? protected void step3() {
? ? ? ? System.out.println("AbstractClass: Performing step 3");
? ? }
}

// 具体类1
class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
? ? @Override
? ? protected void step1() {
? ? ? ? System.out.println("ConcreteClass1: Performing step 1");
? ? }

? ? @Override
? ? protected void step2() {
? ? ? ? System.out.println("ConcreteClass1: Performing step 2");
? ? }
}

// 具体类2
class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
? ? @Override
? ? protected void step1() {
? ? ? ? System.out.println("ConcreteClass2: Performing step 1");
? ? }

? ? @Override
? ? protected void step2() {
? ? ? ? System.out.println("ConcreteClass2: Performing step 2");
? ? }

? ? @Override
? ? protected void step3() {
? ? ? ? System.out.println("ConcreteClass2: Performing step 3");
? ? }
}

// 客户端代码
public class Main {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
? ? ? ? class1.templateMethod();

? ? ? ? System.out.println("------------------");

? ? ? ? AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();
? ? ? ? class2.templateMethod();
? ? }
}

在上述代码中，抽象类 AbstractClass 定义了一个模板方法 templateMethod()，它规定了算法的框架，并定义了一组抽象方法 step1() 和 step2()，用于具体步骤的实现。step3() 是一个具体方法，提供了一个通用的步骤，但也可以在具体子类中进行重写。

ConcreteClass1 和 ConcreteClass2 是具体类，它们继承自 AbstractClass 并实现了抽象方法。每个具体类根据自身需要，实现了特定的步骤。通过调用 templateMethod() 方法，可以按照算法框架执行具体的步骤。

3. 模板方法模式的优点

1.提供了一个算法框架，将通用的步骤封装在抽象类中，避免了代码重复。
2.具体的步骤由子类实现，使得算法的实现可以灵活变化。
3. 提供了一种扩展的机制，可以在不改变算法结构的情况下，增加新的子类来改变具体的实现。

4.实际应用

模板方法模式在许多框架和库中得到广泛应用，例如在 Java 中，常见的应用场景包括模板方法模式在 Servlet 中的应用，以及 JUnit 测试框架中的测试生命周期。