模板模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步骤提供具体实现。通过这种方式，模板模式使得子类可以在不改变算法结构的前提下，重新定义算法中的某些步骤。首先举个作者在实习中遇到的东西，还是接上文的抽奖时遇到的事情，首先我们抽奖进行判断，抽奖前我们采用的是责任链，抽奖中采用的是决策树，我们在模板模式中可以定义这两个，至于具体内容，我们可以从子类中进行添加和修改
一、模板模式的定义与用途
模板模式是一种行为型设计模式，它在超类（通常是抽象类）中定义了一个算法的框架或步骤，并将一些步骤的实现延迟到子类中。这种模式允许子类在不改变算法结构的前提下，重新定义算法的特定步骤。模板模式的优点包括：
代码复用：通过将公共代码放在抽象类中，子类可以复用父类的代码。
扩展性好：可以通过增加新的子类来增加新的行为。
封装不变部分，扩展可变部分：模板方法模式把不变的行为搬移到父类中，去除了子类中的重复代码。
符合开闭原则：通过子类实现扩展，不需要修改抽象类。
控制子类扩展：模板方法可以通过钩子方法来控制子类的扩展。
模板模式主要用于在多个子类中复用相同的算法结构，同时提供一定的灵活性，使得每个子类可以根据需要实现特定的步骤。
二、模板模式的组成
模板模式通常由以下几个部分组成：
抽象类（Abstract Class）：
定义算法的骨架和步骤，通常是抽象的。
包含一个或多个抽象方法（由子类实现）以及一个或多个钩子方法（可以被子类覆盖或使用默认实现）。
具体子类（Concrete Class）：
实现抽象类中定义的抽象方法，提供具体的行为。
根据抽象类定义的算法框架，填充具体的实现细节。
钩子方法（Hook Method）：
在抽象类中定义的可以被子类覆盖的方法，用于在算法的特定点提供额外的行为或扩展点。
客户端（Client）：
使用抽象类和具体子类，通过调用模板方法来执行算法。
三、模板模式的实现
以下是一个简单的Java代码示例，展示了模板模式的实现。
示例1：游戏模板
// 抽象类：定义了模板方法和一些基本的方法，子类可以根据需要实现这些方法
abstract class Game {// 模板方法定义了算法的骨架public final void play() {// 初始化游戏initialize();// 开始游戏startPlay();// 结束游戏endPlay();}// 基本方法1，由子类实现abstract void initialize();// 基本方法2，由子类实现abstract void startPlay();// 基本方法3，子类可以选择性地覆盖abstract void endPlay();
}// 具体子类：Cricket游戏
class Cricket extends Game {@Overridevoid endPlay() {System.out.println("Cricket Game Finished!");}@Overridevoid initialize() {System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");}@Overridevoid startPlay() {System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");}
}// 具体子类：Football游戏
class Football extends Game {@Overridevoid endPlay() {System.out.println("Football Game Finished!");}@Overridevoid initialize() {System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");}@Overridevoid startPlay() {System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");}
}// 启动类
public class TemplatePatternDemo {public static void main(String[] args) {Game game = new Cricket();game.play();System.out.println();game = new Football();game.play();}
}
在这个示例中，Game抽象类定义了游戏的算法骨架，包括初始化、开始和结束游戏三个步骤。Cricket和Football两个具体子类分别实现了这些步骤的具体行为。通过调用play()模板方法，可以执行完整的游戏流程。
示例2：咖啡制作模板
java
abstract class Coffee {// 模板方法：定义咖啡制作的流程public final void prepareCoffee() {boilWater();brewCoffee();pourInCup();if (customerWantsCondiments()) {addCondiments();}}// 抽象方法：子类需要实现具体的制作步骤protected abstract void brewCoffee();// 钩子方法：子类可以选择覆盖或使用默认实现protected void addCondiments() {System.out.println("Adding condiments");}// 钩子方法：子类可以选择覆盖，控制是否需要添加调料protected boolean customerWantsCondiments() {return true;}// 具体方法：共用的步骤private void boilWater() {System.out.println("Boiling water");}private void pourInCup() {System.out.println("Pouring into cup");}
}// 具体子类：美式咖啡
class AmericanCoffee extends Coffee {@Overrideprotected void brewCoffee() {System.out.println("Brewing American coffee");}
}// 具体子类：拿铁咖啡
class LatteCoffee extends Coffee {@Overrideprotected void brewCoffee() {System.out.println("Brewing Latte coffee");}@Overrideprotected void addCondiments() {System.out.println("Adding milk and foam");}@Overrideprotected boolean customerWantsCondiments() {return true; // 拿铁咖啡总是需要添加调料}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Coffee coffee = new AmericanCoffee();coffee.prepareCoffee();System.out.println("\n");Coffee tea = new LatteCoffee();tea.prepareCoffee();}
}
在这个示例中，Coffee抽象类定义了咖啡制作的算法骨架，包括烧水、冲泡咖啡、倒入杯子和添加调料等步骤。AmericanCoffee和LatteCoffee两个具体子类分别实现了冲泡咖啡和添加调料的具体行为。通过调用prepareCoffee()模板方法，可以执行完整的咖啡制作流程。
四、模板模式的角色和职责
在模板模式中，各个角色和职责如下：
抽象类（Abstract Class）：
职责：定义算法的骨架和步骤，包括模板方法、抽象方法和钩子方法。
实现：提供算法的主体流程，调用抽象方法和具体方法。
具体子类（Concrete Class）：
职责：实现抽象类中定义的抽象方法，提供具体的行为实现。
扩展：可以覆盖钩子方法以提供额外的行为或扩展点。
钩子方法（Hook Method）：
职责：提供默认行为，允许子类根据需要覆盖这些方法。
作用：作为扩展点，允许子类在不改变算法骨架的情况下，增加或修改特定步骤的行为。
客户端（Client）：
职责：使用抽象类和具体子类，通过调用模板方法来执行算法流程。
作用：客户端不需要知道具体的算法实现细节，只需通过模板方法触发整个流程。
五、模板模式的使用场景
模板模式适用于以下场景：
需要定义算法骨架的场景：
在软件开发中，有些算法的核心步骤是一致的，但具体的实现细节可能因情况而异。模板方法模式在这种情况下非常有用，因为它允许定义一个算法的骨架，同时留下一些扩展点供子类实现。
一致性流程：
当存在一个多步骤的流程，且这些步骤在所有子类中都是一致的，但每个步骤的具体实现可能不同。
共享通用代码：
通过在抽象类中实现通用的步骤，可以在多个子类之间共享代码，减少重复。
图形界面应用程序：
在GUI应用程序中，事件处理流程可能相似，但具体的响应可能不同。
支付处理系统：
支付流程通常包括验证、记账和通知等步骤，但具体的实现可能因支付方式而异。
灵活性需求：
某些算法的某些步骤可能在设计初期尚未明确，或者不同的子类需要不同的实现策略。模板方法模式允许将这些步骤的实现延迟到子类中。
扩展性需求：
新的需求出现时，可以通过添加新的子类来扩展现有算法，而不需要修改现有代码。
解耦需求：
将算法的骨架与具体实现分离，降低组件之间的依赖。
