模板方法（Template Method）

模板方法（Template Method）是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，将算法的某些步骤延迟到子类中实现。这样，子类可以在不改变算法整体结构的情况下，重新定义算法的某些特定步骤。以下从几个方面详细介绍模板方法模式。

模式结构

模板方法模式主要包含以下两个角色：

抽象类（Abstract Class）：定义了模板方法和一些抽象方法。模板方法是一个具体方法，它定义了算法的骨架，调用了抽象方法和具体方法；抽象方法则由子类实现，用于完成算法中可变的部分。
具体子类（Concrete Class）：继承抽象类，实现抽象类中的抽象方法，完成算法中特定步骤的具体实现。

代码示例

以下是一个简单的代码示例，以制作饮料为例，展示模板方法模式的应用：

// 抽象类：饮料制作
abstract class BeverageMaker {
    // 模板方法：制作饮料的整体流程
    public final void makeBeverage() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        if (customerWantsCondiments()) {
            addCondiments();
        }
    }

    // 具体方法：烧水
    private void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    // 抽象方法：冲泡
    abstract void brew();

    // 具体方法：倒入杯子
    private void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    // 钩子方法：是否添加调料，子类可以重写该方法
    boolean customerWantsCondiments() {
        return true;
    }

    // 抽象方法：添加调料
    abstract void addCondiments();
}

// 具体子类：咖啡制作
class CoffeeMaker extends BeverageMaker {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Dripping coffee through filter");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding sugar and milk");
    }

    @Override
    boolean customerWantsCondiments() {
        // 可以根据用户输入决定是否添加调料
        return false;
    }
}

// 具体子类：茶制作
class TeaMaker extends BeverageMaker {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Steeping the tea");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Adding lemon");
    }
}

// 客户端代码
public class TemplateMethodExample {
    public static void main(String[] args) {
        BeverageMaker coffeeMaker = new CoffeeMaker();
        coffeeMaker.makeBeverage();

        System.out.println();

        BeverageMaker teaMaker = new TeaMaker();
        teaMaker.makeBeverage();
    }
}

代码解释

抽象类 BeverageMaker：
- makeBeverage() 是模板方法，它定义了制作饮料的整体流程，包括烧水、冲泡、倒入杯子和添加调料等步骤。
- boilWater() 和 pourInCup() 是具体方法，它们的实现是固定的。
- brew() 和 addCondiments() 是抽象方法，由具体子类实现。
- customerWantsCondiments() 是钩子方法，子类可以根据需要重写该方法，决定是否执行添加调料的步骤。
具体子类 CoffeeMaker 和 TeaMaker：
- 实现了 brew() 和 addCondiments() 方法，完成了咖啡和茶的冲泡和添加调料的具体操作。
- CoffeeMaker 重写了 customerWantsCondiments() 方法，返回 false，表示不添加调料。
客户端代码：
- 创建了 CoffeeMaker 和 TeaMaker 的实例，并调用 makeBeverage() 方法制作饮料。