定义
模板方法模式（Template Method Pattern）：定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
结构
- AbstractClass（抽象类）：在抽象类中定义一系列基本操作（Primitive Operations），这些基本操作可以是具体的，也可以是抽象的，每一个基本操作对应算法的一个步骤，在其子类中可以重定义或实现这些步骤。同时在抽象类中实现了一个模板方法（Template Method），用于定义一个算法框架，模板方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本方法，还可以调用其他对象的方法。
- ConcreteClass（具体子类）：它是抽象类的子类，用于实现在父类中声明的抽象基本操作以完成子类特定算法的步骤，也可以覆盖在父类中已经实现的具体基本操作。
模板方法模式实现
- 模板方法
一个模板方法是定义在抽象类中的把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。这个模板方法定义在抽象类中，并由子类不加修改地完全继承下来（在Java语言中可以将模板方法定义为final）。模板方法是一个具体方法，它给出一个顶层逻辑框架，而逻辑的组成步骤在抽象类中可以是具体方法，也可以是抽象方法。由于模板方法是具体方法，因此模板方法模式中的抽象层只能是抽象类，而不是接口。
- 基本方法
基本方法是实现算法各个步骤的方法，是模板方法的组成部分。基本方法可以分为3种，即抽象方法、具体方法和钩子方法。
- 抽象方法：一个抽象方法有抽象类声明、由具体子类实现。在Java语言中一个抽象方法以abstract关键字标识。
- 具体方法：一个具体方法由一个抽象类或具体类声明并实现，其子类可以进行覆盖也可以直接继承。
- 钩子方法：一个钩子方法由一个抽象类或具体类声明并实现，而其子类可能会加以扩展。通常在父类中给出的实现时一个空实现，并以该空实现作为方法的默认实现。当然，钩子方法可以提供一个非空的默认实现。
代码
AbstractClass
public abstract class AbstractClass {
// 模板方法
public void templateMethod() {
primitiveOperation1();
primitiveOperation2();
primitiveOperation3();
}
// 基本方法 --- 具体方法
public void primitiveOperation1() {
}
// 基本方法 --- 抽象方法
public abstract void primitiveOperation2();
// 基本方法 --- 钩子方法
public void primitiveOperation3(){
}
}
ConcreteClass
public class ConcreteClass extends AbstractClass {
@Override
public void primitiveOperation2() {
}
@Override
public void primitiveOperation3() {
super.primitiveOperation3();
}
}
优/缺点与适用环境
- 优点
- 在父类中形式化地定义一个算法，而由它的子类来实现细节的处理，在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。
- 模板方法模式是一种代码复用的技术，在类库设计中尤为重要，它提取了类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类实现不同的行为，它鼓励用户恰当地使用继承来实现代码复用。
- 模板方法模式可实现一种方向控制结构，用过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。
- 在模板方法模式中可以通过子类来覆盖的基本方法，不同的子类可以提供基本方法的不同实现，更换和增加新的子类很方便，符合单一职责和开闭原则。
- 缺点
- 在模板方法模式中需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类，如果父类中可改变的基本方法太多，将会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，此时可结合桥接模式进行设计。
- 适用环境
- 对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变细节由其子类来实现。即一次性实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类实现。
- 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中避免代码重复。
- 需要通过子类来决定父类算法中的某个步骤是否执行，实现子类对父类的方向控制。