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模板方法设计模式

news 2025/7/18 10:42:23

模板方法设计模式是一种行为型设计模式，它定义了一个算法的骨架，但将某些步骤的具体实现延迟到子类中。这样可以在不改变算法整体结构的前提下，允许子类重新定义某些步骤。这种模式的核心是“封装不变部分，扩展可变部分”，适用于需要复用算法框架的场景。

核心思想

抽象类（Abstract Class）：定义算法的骨架，包含一个或多个模板方法（通常用final修饰，防止子类覆盖）。模板方法调用一系列抽象方法或钩子方法（hook methods）。
具体子类（Concrete Class）：继承抽象类，并实现抽象方法或覆盖钩子方法，以提供特定步骤的行为。
关键特性：
- 模板方法控制算法流程。
- 抽象方法强制子类实现必要步骤。
- 钩子方法提供可选扩展点（默认实现可为空）。

Java实现示例

以下是一个简单的Java代码示例，演示模板方法模式：我们模拟一个“数据处理”算法，其中数据加载和保存步骤由子类自定义。

// 抽象类定义算法骨架
abstract class DataProcessor {// 模板方法（final防止覆盖）public final void processData() {loadData();process();saveData();}// 抽象方法：必须由子类实现protected abstract void loadData();protected abstract void saveData();// 钩子方法：默认实现，子类可选覆盖protected void process() {System.out.println("处理数据中...");}
}// 具体子类1：文件数据处理
class FileDataProcessor extends DataProcessor {protected void loadData() {System.out.println("从文件加载数据");}protected void saveData() {System.out.println("保存数据到文件");}
}// 具体子类2：数据库数据处理
class DatabaseDataProcessor extends DataProcessor {protected void loadData() {System.out.println("从数据库加载数据");}protected void saveData() {System.out.println("保存数据到数据库");}// 覆盖钩子方法，添加自定义处理protected void process() {System.out.println("执行数据库优化处理");}
}// 客户端代码示例
public class Main {public static void main(String[] args) {DataProcessor fileProcessor = new FileDataProcessor();fileProcessor.processData(); // 输出：从文件加载数据、处理数据中...、保存数据到文件DataProcessor dbProcessor = new DatabaseDataProcessor();dbProcessor.processData(); // 输出：从数据库加载数据、执行数据库优化处理、保存数据到数据库}
}