模板方法模式

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个算法的骨架，允许子类在不改变算法结构的情况下重写某些步骤的具体实现。

核心思想

1. 抽象类定义模板方法（final 修饰，防止子类修改算法流程）

2. 模板方法中调用多个步骤方法（可以是抽象方法或具体方法）

3. 具体子类实现特定的步骤方法

行为由父类控制，子类只负责实现，子类通过扩展父类，实现更灵活的操作，符合开闭原则。缺点就是导致类个数增多，增加系统复杂度

示例场景：制作饮料
假设我们需要实现咖啡和茶的制作流程，二者步骤类似但具体操作不同：

// 抽象类：定义饮料制作模板
abstract class Beverage {

    // 模板方法 (final 防止子类覆盖)
    public final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        if (customerWantsCondiments()) {
            addCondiments();
        }
    }

    // 抽象方法：必须由子类实现
    protected abstract void brew();
    protected abstract void addCondiments();

    // 具体方法：通用步骤
    private void boilWater() {
        System.out.println("烧水");
    }

    private void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯子");
    }

    // 钩子方法：子类可选择是否覆盖（默认加调料）
    protected boolean customerWantsCondiments() {
        return true;
    }
}

// 具体实现：咖啡
class Coffee extends Beverage {
    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("冲泡咖啡粉");
    }

    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加糖和牛奶");
    }

    // 覆盖钩子方法：不要调料
    @Override
    protected boolean customerWantsCondiments() {
        return false;
    }
}

// 具体实现：茶
class Tea extends Beverage {
    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("浸泡茶叶");
    }

    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加柠檬");
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Beverage coffee = new Coffee();
        coffee.prepareRecipe();
        /* 输出：
           烧水
           冲泡咖啡粉
           倒入杯子
        */

        Beverage tea = new Tea();
        tea.prepareRecipe();
        /* 输出：
           烧水
           浸泡茶叶
           倒入杯子
           加柠檬
        */
    }
}

关键点解析

• 模板方法：prepareRecipe() 定义了算法骨架

• 必须实现的步骤：brew() 和 addCondiments() 是抽象方法

• 可选覆盖的钩子方法：customerWantsCondiments() 提供扩展点

• 代码复用：通用步骤（boilWater()、pourInCup()）在父类实现

应用场景

• 多个类有相似算法流程，但部分步骤不同

• 需要控制子类扩展的粒度（如：不允许修改算法顺序）

• 框架中定义操作流程（如：Spring 的 JdbcTemplate）

• 该模式通过封装不变部分、扩展可变部分，实现了代码复用与灵活扩展的平衡。

例如：生成PDF模板，有固定的logo位置、固定的表格排版，不固定的就是数据的解析，可以将logo的位置、基础样式放置在父类，将数据的解析放置在子类。