模板方法模式（Template Method Pattern）是一种在软件开发中广泛使用的设计模式，它提供了一种定义算法结构的方法，同时允许子类重新定义某些步骤，这种模式的主要优点是实现了代码的复用，并且保持了算法的一致性。
1. 模板方法模式的定义与理解
模板方法模式是一种行为型设计模式，它在父类中定义了一个算法的骨架（也就是模板），将一些步骤的具体实现延迟到子类中，这样，子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义这些步骤的实现。
在模板方法模式中，通常有一个抽象类，该类定义了算法的骨架，包括一些抽象方法，这些方法的具体实现由子类提供，抽象类还会定义一些具体方法，这些方法的实现通常是固定的。
2. 模板方法模式的使用场景
模板方法模式主要用于以下几种情况：
多个子类有相同的基本行为：如果多个子类有一些相同的基本行为，那么可以将这部分行为抽取出来，放到一个父类中，然后让子类通过覆盖父类的方法来实现自己的特殊行为。
需要控制子类的扩展方式：模板方法模式可以控制子类扩展的方式，因为子类只能覆盖或重写父类中已经定义好的方法，不能改变算法的结构。
希望简化代码：模板方法模式可以将复杂的算法分解为一系列简单的步骤，这些步骤的实现可以由子类来完成，这样可以简化父类的代码。
3. 模板方法模式的优缺点
优点
代码复用：模板方法模式将公共的行为放在了父类中，子类只需要实现自己特有的行为，这样可以提高代码的复用性。
简化代码：模板方法模式将复杂的算法分解为一系列的步骤，这些步骤的实现可以由子类来完成，这样可以简化父类的代码。
稳定性：模板方法模式保持了算法的一致性，子类的改变不会影响算法的结构。
缺点
灵活性降低：由于子类必须遵循父类的算法结构，这可能会限制其灵活性。
增加代码的复杂性：虽然模板方法模式可以提高代码的复用性，但是同时也会增加代码的复杂性，因为子类需要了解并遵循父类的算法结构。
4. 模板方法模式的实现
下面是一个简单的模板方法模式的实现示例，假设我们有一个"咖啡机"的类，这个类有一个"冲泡咖啡"的方法，这个方法包含了一些基本的步骤，如"加咖啡豆"、"加水"、"加热"和"倒出咖啡"。"加咖啡豆"和"倒出咖啡"这两个步骤是固定的，而"加水"和"加热"这两个步骤可以根据不同的需求进行修改。
abstract class CoffeeMachine {
final void makeCoffee() {
boilWater();
grindBeans();
pourInCup();
if (customerWantsCondiments()) {
addCondiments();
}
}
abstract void boilWater();
abstract void grindBeans();
void pourInCup() {
System.out.println("Pouring in cup");
}
boolean customerWantsCondiments() {
// ...
}
void addCondiments() {
System.out.println("Adding condiments");
}
}
class EspressoMachine extends CoffeeMachine {
void boilWater() {
System.out.println("Boiling water for espresso");
}
void grindBeans() {
System.out.println("Grinding beans for espresso");
}
}
class AmericanoMachine extends CoffeeMachine {
void boilWater() {
System.out.println("Boiling water for americano");
}
void grindBeans() {
System.out.println("Grinding beans for americano");
}
}在这个例子中，CoffeeMachine是一个抽象类，它定义了"冲泡咖啡"的算法骨架，包括"加咖啡豆"、"加水"、"加热"和"倒出咖啡"这四个步骤。"加咖啡豆"和"倒出咖啡"这两个步骤是固定的，而"加水"和"加热"这两个步骤是通过抽象方法boilWater和grindBeans来定义的，具体的实现由子类来完成。
EspressoMachine和AmericanoMachine是CoffeeMachine的子类，它们分别实现了"boilWater"和"grindBeans"这两个方法，从而改变了"冲泡咖啡"的算法。
模板方法模式是一种非常实用的设计模式，它可以帮助我们更好地组织和管理代码，提高代码的复用性和可读性。
