模板方法模式的概念

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一个算法的骨架，将一些步骤的实现延迟到子类中。在模板方法模式中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式（模板方法），而将一些具体的步骤留给子类去实现。这样可以让子类在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

使用场景

• 多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同时：可以将这些公共的逻辑提取到一个抽象类中，作为模板方法的一部分，而不同的部分由子类实现。
• 需要控制子类的扩展：通过模板方法模式，可以在抽象类中定义好算法的框架，只允许子类在特定的步骤上进行扩展，保证了算法的整体结构不变。
• 代码复用：将公共的代码逻辑放在抽象类中，避免了在多个子类中重复编写相同的代码。

使用方法

1. 定义抽象类：在抽象类中定义模板方法和一些抽象方法。模板方法定义了算法的骨架，它会调用抽象方法和具体方法。
2. 实现具体方法：在抽象类中可以实现一些具体的方法，这些方法是算法中通用的步骤。
3. 定义抽象方法：抽象方法是算法中需要子类实现的具体步骤。
4. 创建子类：子类继承抽象类，实现抽象方法，完成算法中特定步骤的具体实现。

Java 语言实现

下面是一个简单的示例，模拟制作饮料的过程。制作饮料的基本步骤包括煮水、冲泡、倒入杯子、添加调料，其中煮水和倒入杯子的步骤是通用的，而冲泡和添加调料的步骤因饮料种类而异。

// 抽象类，定义制作饮料的模板方法
abstract class Beverage {
    // 模板方法，定义制作饮料的算法骨架
    public final void prepareBeverage() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    // 具体方法，煮水，所有饮料都需要煮水
    private void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    // 抽象方法，冲泡，不同饮料冲泡方式不同
    abstract void brew();

    // 具体方法，倒入杯子，所有饮料都需要倒入杯子
    private void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    // 抽象方法，添加调料，不同饮料添加的调料不同
    abstract void addCondiments();
}

// 咖啡类，继承自Beverage
class Coffee extends Beverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Dripping Coffee through filter");
    }

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

// 茶类，继承自Beverage
class Tea extends Beverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Steeping the tea");
    }

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

// 测试类
public class TemplateMethodPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 制作咖啡
        Beverage coffee = new Coffee();
        System.out.println("Making coffee...");
        coffee.prepareBeverage();

        System.out.println();

        // 制作茶
        Beverage tea = new Tea();
        System.out.println("Making tea...");
        tea.prepareBeverage();
    }
}

代码解释

1. Beverage 类：是一个抽象类，定义了制作饮料的模板方法prepareBeverage()，该方法包含了煮水、冲泡、倒入杯子、添加调料四个步骤。其中boilWater()和pourInCup()是具体方法，brew()和addCondiments()是抽象方法，需要子类实现。
2. Coffee 类和 Tea 类：继承自Beverage类，分别实现了brew()和addCondiments()方法，完成了冲泡咖啡和茶以及添加相应调料的具体步骤。
3. TemplateMethodPatternDemo 类：是测试类，创建了Coffee和Tea对象，并调用prepareBeverage()方法制作饮料。

通过这种方式，我们可以在不改变制作饮料的整体算法结构的情况下，通过不同的子类实现不同饮料的制作。