23种设计模式之模板方法模式（Template Method Pattern）

基本概念

模板方法模式是一种行为型设计模式，它定义了一个算法骨架，将某些算法步骤的实现延迟到子类中。
这样可以使得算法的框架不被修改，但是具体的实现可以根据需要进行调整。

结构组成

在模板方法模式中，我们通常会定义一个抽象类，它包含了一个模板方法和一些抽象方法，这些抽象方法通常由子类来实现。

• 定义抽象类（Abstract Class）：抽象类中定义了一些抽象方法和一个模板方法。抽象方法通常是一些具体步骤，而模板方法则定义了算法的大致流程。由于抽象类中的某些方法需要由子类来实现，因此它们往往是 protected 访问权限。
• 定义具体子类（Concrete Class）：具体子类继承自抽象类，并实现其中的抽象方法。在具体子类中，我们可以针对需要实现的具体步骤编写相应的代码。

（1）小栗子

假设我们需要 实现一个炒菜的步骤，炒菜的步骤是固定的，分为倒油、热油、倒蔬菜、倒调料品、翻炒等步骤。现通过模板方法模式来用代码模拟。

抽象类

public abstract class AbstractClass {/*** 定义唯一一个模板方法，定义了基本方法的执行流程，因为执行流程是固定的不应该被修改，所以使用final修饰*/public final void cookProcess() {pourOil();heatOil();pourVegetable();pourSauce();fry();}/*** 第一步，倒油*/public void pourOil() {System.out.println("倒油");}/*** 第二步，热油，直接实现该方法*/public void heatOil() {System.out.println("热油");}/*** 第三步，倒素菜，这是不一样的，一个是下包菜，一个是下空心菜，* 需要用户自己实现，抽象方法*/public abstract void pourVegetable();/*** 第四步，倒调味料，这也是不一样的，抽象方法*/public abstract void pourSauce();/*** 第五步，翻炒*/public void fry() {System.out.println("翻炒至熟");}
}

具体子类1 炒包菜

/*** 炒包菜*/
public class FryDaBaiCai extends AbstractClass{@Overridepublic void pourVegetable() {System.out.println("放入大白菜");}@Overridepublic void pourSauce() {System.out.println("放入辣椒");}
}

具体子类2 炒空心菜

/*** 炒空心菜*/
public class FryKxc extends AbstractClass{@Overridepublic void pourVegetable() {System.out.println("放入空心菜");}@Overridepublic void pourSauce() {System.out.println("放入大蒜");}
}

测试

public class FryTest {public static void main(String[] args) {FryDaBaiCai fryDaBaiCai = new FryDaBaiCai();fryDaBaiCai.cookProcess();FryKxc fryKxc = new FryKxc();fryKxc.cookProcess();}
}

输出结果:

倒油
热油
放入大白菜
放入辣椒
翻炒至熟
--------------------------------
倒油
热油
放入空心菜
放入大蒜
翻炒至熟    

（2）小栗子

假设我们要实现一个对一个数组进行排序的程序，我们可以定义一个抽象类 ArraySorter，其中包含一个模板方法 sort，
这个方法包含以下步骤：检查数组是否为空、确定排序算法、调用具体的排序算法。
我们可以将其中一步 “调用具体的排序算法” 延迟到子类中具体实现。在具体子类中，我们可以实现具体的排序算法，如快排、冒泡排序、插入排序等。

抽象类

public abstract class ArraySorter {public final void sort(int[] array) {if (array == null || array.length == 0) {return;}selectAlgorithm();sortArray(array);}protected abstract void selectAlgorithm();protected abstract void sortArray(int[] array);
}

具体子类1-冒泡排序

public class BubbleSorter extends ArraySorter {@Overrideprotected void selectAlgorithm() {System.out.println("Bubble sorting algorithm selected.");}@Overrideprotected void sortArray(int[] array) {// 具体的冒泡排序算法实现}
}

具体子类2-快速排序

public class QuickSorter extends ArraySorter {@Overrideprotected void selectAlgorithm() {System.out.println("Quick sorting algorithm selected.");}@Overrideprotected void sortArray(int[] array) {// 具体的快排算法实现}
}

测试

我们定义了一个抽象类 ArraySorter，其中包含一个模板方法 sort。在具体子类中，我们分别实现了 BubbleSorter 和 QuickSorter，重写了父类的 selectAlgorithm 和 sortArray 方法。
当需要对数组进行排序时，只需要创建一个具体的子类，并调用 sort 方法即可。例如：

public class TestSelectSort {public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4,5,6,7};ArraySorter sorter = new BubbleSorter();sorter.sort(array);}
}