模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，并允许子类在不改变算法结构的情况下，重新定义该算法的某些特定步骤。
什么是模板方法模式？
在软件开发中，我们经常遇到一种情况：多个类中有很多相同或类似的行为，但是每个类中的具体实现又不完全相同。这时候，我们可以使用模板方法模式来解决这个问题。
模板方法模式是将这些相同或类似的行为提取到一个父类中作为算法的模板，然后通过子类来定制具体的实现细节。这样，我们就可以在不改变算法结构的情况下，针对不同的对象实现不同的行为。
模板方法模式的结构
模板方法模式由以下几个角色组成：
- 抽象类（AbstractClass）：定义模板方法及其逻辑的框架，包含一些具体方法和抽象方法。抽象类通过模板方法来控制算法的流程，具体方法可以被子类直接调用，抽象方法需要子类来实现。
- 具体类（ConcreteClass）：继承抽象类，实现抽象方法，定制具体的行为。
以下是模板方法模式的类图：
+-----------------+
| AbstractClass |
+-----------------+
| - templateMethod()|
| + primitiveOperation1()|
| + primitiveOperation2()|
+-----------------+
△
|
|
+-----------------+
| ConcreteClass |
+-----------------+
| + primitiveOperation1()|
| + primitiveOperation2()|
+-----------------+
模板方法模式的实例
假设我们要实现一个简单的咖啡制作流程。不同类型的咖啡有不同的制作流程，但是整个制作过程中的几个步骤是相同的：煮沸水、冲泡咖啡、倒入杯子、加入调料。
首先，我们需要定义一个抽象类Coffee作为模板类，并提供一个模板方法prepareRecipe作为算法的骨架：
public abstract class Coffee {
public final void prepareRecipe() {
boilWater();
brewCoffee();
pourInCup();
addCondiments();
}
public void boilWater() {
System.out.println("Boiling water");
}
public void pourInCup() {
System.out.println("Pouring into cup");
}
public abstract void brewCoffee();
public abstract void addCondiments();
}
然后，我们可以定义具体的咖啡子类，例如Espresso和Cappuccino：
public class Espresso extends Coffee {
public void brewCoffee() {
System.out.println("Brewing espresso");
}
public void addCondiments() {
System.out.println("Adding sugar");
}
}
public class Cappuccino extends Coffee {
public void brewCoffee() {
System.out.println("Brewing cappuccino");
}
public void addCondiments() {
System.out.println("Adding milk");
}
}
我们可以使用如下方式来使用这些类：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Coffee espresso = new Espresso();
espresso.prepareRecipe();
System.out.println("---------------------");
Coffee cappuccino = new Cappuccino();
cappuccino.prepareRecipe();
}
}
运行结果如下：
Boiling water
Brewing espresso
Pouring into cup
Adding sugar
---------------------
Boiling water
Brewing cappuccino
Pouring into cup
Adding milk
通过模板方法模式，我们定义了咖啡制作的算法的骨架，并允许子类定制具体的实现细节。这样，我们可以在不改变制作流程的情况下，针对不同的咖啡类型定制不同的行为。
总结
模板方法模式是一种非常常用的设计模式，它能够帮助我们解决共享代码和扩展的问题。通过定义算法的骨架、固定的步骤和可定制的实现细节，模板方法模式能够提高代码的复用性，同时也符合面向对象的设计原则。
在实际开发中，我们可以通过模板方法模式来实现框架和库，提供一些公共的方法和生命周期的钩子，允许用户定制自己的逻辑细节。同时，模板方法模式在开发大型系统中也能够提高代码的可维护性和可扩展性。
本文来自极简博客，作者：秋天的童话，转载请注明原文链接：Java中的模板方法模式：定义算法的骨架并允许子类定制
