23種設計模式之模板方法模式（Template Method Pattern）

基本概念

模板方法模式是一種行為型設計模式，它定義了一個算法骨架，將某些算法步驟的實現延遲到子類中。
這樣可以使得算法的框架不被修改，但是具體的實現可以根據需要進行調整。

結構組成

在模板方法模式中，我們通常會定義一個抽象類，它包含了一個模板方法和一些抽象方法，這些抽象方法通常由子類來實現。

• 定義抽象類（Abstract Class）：抽象類中定義了一些抽象方法和一個模板方法。抽象方法通常是一些具體步驟，而模板方法則定義了算法的大致流程。由于抽象類中的某些方法需要由子類來實現，因此它們往往是 protected 訪問權限。
• 定義具體子類（Concrete Class）：具體子類繼承自抽象類，并實現其中的抽象方法。在具體子類中，我們可以針對需要實現的具體步驟編寫相應的代碼。

（1）小栗子

假設我們需要 實現一個炒菜的步驟，炒菜的步驟是固定的，分為倒油、熱油、倒蔬菜、倒調料品、翻炒等步驟。現通過模板方法模式來用代碼模擬。

抽象類

public abstract class AbstractClass {/*** 定義唯一一個模板方法，定義了基本方法的執行流程，因為執行流程是固定的不應該被修改，所以使用final修飾*/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，熱油，直接實現該方法*/public void heatOil() {System.out.println("熱油");}/*** 第三步，倒素菜，這是不一樣的，一個是下包菜，一個是下空心菜，* 需要用戶自己實現，抽象方法*/public abstract void pourVegetable();/*** 第四步，倒調味料，這也是不一樣的，抽象方法*/public abstract void pourSauce();/*** 第五步，翻炒*/public void fry() {System.out.println("翻炒至熟");}
}

具體子類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");}
}

具體子類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");}
}

測試

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

輸出結果:

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

（2）小栗子

假設我們要實現一個對一個數組進行排序的程序，我們可以定義一個抽象類 ArraySorter，其中包含一個模板方法 sort，
這個方法包含以下步驟：檢查數組是否為空、確定排序算法、調用具體的排序算法。
我們可以將其中一步 “調用具體的排序算法” 延遲到子類中具體實現。在具體子類中，我們可以實現具體的排序算法，如快排、冒泡排序、插入排序等。

抽象類

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);
}

具體子類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) {// 具體的冒泡排序算法實現}
}

具體子類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) {// 具體的快排算法實現}
}

測試

我們定義了一個抽象類 ArraySorter，其中包含一個模板方法 sort。在具體子類中，我們分別實現了 BubbleSorter 和 QuickSorter，重寫了父類的 selectAlgorithm 和 sortArray 方法。
當需要對數組進行排序時，只需要創建一個具體的子類，并調用 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);}
}