模板方法模式是一种高效的程序设计范式，它的优点包括：代码复用、灵活性和扩展性。通过定义模板方法和基本方法，可以在抽象类中复用代码，减少重复代码的出现。子类可以根据自己的需求来实现或覆盖基本方法，从而在不改变算法结构的前提下，重新定义算法的某些特定步骤。模板方法模式允许在抽象类中定义钩子方法，使得子类可以在需要时添加额外的功能 。，，模板方法模式也存在一些缺点：类的设计复杂性增加、违反单一职责原则等 。
在编程领域，我们经常会遇到各种各样的问题，如何有效地解决这些问题，提高代码的可读性和可维护性，是每一个程序员都需要面对的挑战，在这个过程中，设计模式作为一种解决问题的有效手段，逐渐得到了广泛的关注和应用，本文将重点介绍一种在面向对象编程中非常实用的设计模式——模板方法模式。
模板方法模式(Template Method Pattern)是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中实现，模板方法模式允许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，这种模式的主要优点是可以提高代码的可扩展性和可维护性，同时降低了代码的耦合度。
什么是模板方法模式呢？我们可以通过以下几个方面来理解：
1、抽象类(Abstract Class):模板方法模式的核心是一个抽象类，这个抽象类定义了一个算法骨架，包括一个模板方法(Template Method)和一个或多个具体方法(Concrete Methods)，模板方法是一个纯虚方法，它的实现由子类提供，具体方法则负责实现模板方法中的一些非核心步骤。
2、子类(Subclass):模板方法模式要求子类必须实现抽象类中的模板方法，并可以覆盖抽象类中的其他具体方法，这样，当调用模板方法时，会根据子类的具体实现来执行相应的步骤。
3、客户端(Client):客户端通过创建抽象类的实例，然后调用其模板方法和具体方法来实现具体的功能，由于模板方法是抽象的，客户端不需要关心具体的实现细节，只需要关注如何使用这些方法即可。
下面我们通过一个简单的例子来说明模板方法模式的使用：
假设我们要实现一个计算圆的面积和周长的功能，首先我们需要定义一个抽象类，用于表示计算圆的相关操作：
from abc import ABC, abstractmethod
import math
class CircleOperation(ABC):
@abstractmethod
def template_method(self, radius: float):
pass
@abstractmethod
def get_area(self):
pass
@abstractmethod
def get_perimeter(self):
pass我们创建两个子类，分别用于实现计算圆的面积和周长的功能：
class CircleAreaOperation(CircleOperation):
def template_method(self, radius: float):
self.get_perimeter()
return math.pi * radius * radius
def get_area(self):
return self.template_method(radius=1)
class CirclePerimeterOperation(CircleOperation):
def template_method(self, radius: float):
return 2 * math.pi * radius
def get_perimeter(self):
return self.template_method(radius=1) + self.get_area() * radius我们创建一个客户端类，用于测试我们的实现：
if __name__ == "__main__":
ca = CircleAreaOperation()
cp = CirclePerimeterOperation()
print("圆的面积为：", ca.get_area())
print("圆的周长为：", cp.get_perimeter())通过以上示例，我们可以看到模板方法模式的优势在于它将计算圆的面积和周长的操作分离成两个独立的部分，使得代码更加清晰和易于维护，当我们需要修改计算圆的某个属性时，只需要修改对应的具体方法即可，而不需要修改整个算法结构，这就是模板方法模式的价值所在。
