模式定義
模板方法模式（Template Method Pattern）是一種行為型設計模式，它通過定義算法的骨架（固定步驟），允許子類在不改變算法結構的情況下重寫特定步驟。該模式的核心是將通用流程封裝在基類中，通過繼承實現擴展。
模式結構
抽象基類（AbstractClass）
- 定義模板方法
execute()，包含固定執行流程（如初始化→加工→收尾） - 聲明純虛函數（如
performMachining()）用于子類實現可變步驟
具體子類（ConcreteClass） - 實現基類中的抽象方法，定義具體加工邏輯（如鉆孔、銑削）
客戶端（Client） - 通過基類指針/引用調用模板方法，實現多態執行
適用場景
流程標準化：數控系統中不同加工類型共享相同執行流程（如預熱→加工→冷卻）
代碼復用：避免重復編寫通用步驟代碼（如設備初始化）
擴展性需求：新增加工類型只需繼承基類并實現特定步驟
C++示例（數控系統場景）
場景說明：
數控系統需要統一管理不同加工類型（鉆孔/銑削）的執行流程，確保所有加工任務都遵循初始化→加工→清理的標準步驟。
#include // 抽象基類：加工流程模板
class MachiningProcess {
public:// 模板方法（固定流程）void execute() {initialize();performMachining();finalize();}protected:// 通用步驟（基類實現）void initialize() { std::cout << "設備初始化完成" << std::endl; }void finalize() { std::cout << "清理加工環境" << std::endl << std::endl; }// 可變步驟（子類實現）virtual void performMachining() = 0;
};// 具體子類：鉆孔流程
class DrillingProcess : public MachiningProcess {
protected:void performMachining() override {std::cout << "執行鉆孔：轉速2500rpm，深度10mm" << std::endl;}
};// 具體子類：銑削流程
class MillingProcess : public MachiningProcess {
protected:void performMachining() override {std::cout << "執行銑削：進給速度500mm/min，切削寬度5mm" << std::endl;}
};int main() {MachiningProcess* process1 = new DrillingProcess();process1->execute(); // 輸出鉆孔流程MachiningProcess* process2 = new MillingProcess();process2->execute(); // 輸出銑削流程delete process1;delete process2;return 0;
}
輸出結果
設備初始化完成
執行鉆孔：轉速2500rpm，深度10mm
清理加工環境 設備初始化完成
執行銑削：進給速度500mm/min，切削寬度5mm
清理加工環境
實現要點
模板方法封裝流程：execute() 方法定義了不可變的執行順序
鉤子方法隔離變化：performMachining() 由子類實現具體加工邏輯
開閉原則：新增加工類型只需繼承基類，無需修改現有代碼
通過該模式，數控系統可以統一管理各類加工任務的執行流程，同時支持靈活擴展新的加工類型。
