模板方法模式是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 ，，优点：1. 提高代码复用性；2. 提高扩展型；3. 符合开闭原则。，，缺点：1. 如果父类中有大量的抽象方法，那么子类就会很多；2. 如果子类中有大量的实现细节，那么父类就会很复杂。
在计算机科学领域，设计模式是一种被广泛使用的解决方案，用于解决特定问题，模板方法模式是其中一种设计模式，它提供了一个基本的框架，允许子类在不修改结构的情况下重定义算法的某些步骤，本文将详细介绍模板方法模式的概念、特点以及在评测编程中的应用。
1、什么是模板方法模式？
模板方法模式是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现，模板方法模式使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。
2、模板方法模式的特点
(1)抽象性：模板方法模式将算法的某些步骤抽象为一个或多个抽象方法，这些抽象方法由父类提供，子类可以继承和重写。
(2)多态性：模板方法模式允许子类在不改变算法结构的情况下，通过重写抽象方法来实现不同的算法逻辑。
(3)稳定性：模板方法模式保证了算法结构的稳定性，即使子类改变了算法的一些步骤，也不会影响到其他部分的结构。
3、模板方法模式的实现
下面我们通过一个简单的评测编程示例来说明模板方法模式的实现，假设我们需要对一个整数数组进行排序，但不同的排序算法有不同的性能指标，我们希望能够根据这些性能指标选择合适的排序算法。
我们定义一个抽象类Sorter,它包含一个模板方法sort,该方法定义了排序的基本结构，并将性能指标的计算推迟到子类中实现。
public abstract class Sorter {
// 排序算法接口
public interface SortAlgorithm {
void sort(int[] arr);
}
// 根据性能指标选择排序算法
public abstract SortAlgorithm selectSortAlgorithm();
// 模板方法，定义排序的基本结构
public final void sort(int[] arr) {
SortAlgorithm algorithm = selectSortAlgorithm();
algorithm.sort(arr);
calculatePerformance(arr);
}
// 计算性能指标的方法，由子类实现
protected abstract void calculatePerformance(int[] arr);
}我们定义两个具体的排序算法实现类BubbleSort和QuickSort,它们分别实现了SortAlgorithm接口，并重写了calculatePerformance方法。
public class BubbleSort extends Sorter implements SortAlgorithm {
@Override
public void sort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
calculatePerformance(arr);
}
@Override
public int compare(int a, int b) {
return Integer.compare(a, b);
}
}
public class QuickSort extends Sorter implements SortAlgorithm {
@Override
public void sort(int[] arr) {
quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
calculatePerformance(arr);
}
private void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotIndex = partition(arr, low, high);
quickSort(arr, low, pivotIndex);
quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
}
}
private int partition(int[] arr, int low, int high) {
int pivot = arr[low];
while (low < high) {
while (low < high && compare(arr[high], pivot) >= 0) {
high--;
}
arr[low] = arr[high];
while (low < high && compare(arr[low], pivot) <= 0) {
low++;
}
arr[high] = arr[low];
}
arr[low] = pivot;
return low;
}
}我们在主函数中使用BubbleSort和QuickSort对一个整数数组进行排序：
