模板方法模式深入理解模板方法模式模板方法模式不会增加类的数目

本文目录导读：

模板方法模式的定义与特点
1. 定义算法骨架
2. 子类的角色
3. 算法的复用性
模板方法模式的应用示例
1. 计算器类的设计
2. 具体实现类的设计
3. 模板方法模式的优势

模板方法模式是一种行为设计模式，它允许子类在不改变其结构的情况下，通过实现一个或多个抽象类中定义的算法模板来扩展其功能，这种模式的核心思想是先定义一个算法的骨架，将一些步骤固定化，然后让子类在不改变算法结构的前提下，重新定义这些步骤的具体实现。

一、模板方法模式的定义与特点

模板方法模式是一种策略设计模式，它的主要目的是通过定义算法的骨架，使子类可以重定义算法的某些特定步骤，而不影响到整个算法的结构，这种模式通常用于创建可扩展且易于维护的系统，特别是当系统需要支持多种不同的算法实现时。

定义算法骨架

抽象类: 定义算法的骨架，包含算法的主要步骤和操作。

抽象方法: 声明算法中的关键步骤，这些步骤将被具体实现类覆盖。

具体类: 实现抽象类中的抽象方法，并重写其中的某些步骤以适应具体的算法需求。

子类的角色

继承抽象类: 子类必须继承自定义算法骨架的抽象类。

实现抽象方法: 子类需要实现父类中定义的抽象方法，以定义算法的特定步骤。

算法的复用性

算法的可扩展性: 由于算法的骨架由抽象类定义，子类可以根据需要重写算法的特定步骤，从而实现算法功能的扩展。

降低系统的耦合度: 通过使用模板方法模式，系统的各个部分（如算法的不同实现）可以独立开发和测试，从而提高了代码的可维护性和可复用性。

二、模板方法模式的应用示例

计算器类的设计

假设我们有一个计算器类，它需要支持加、减、乘、除四种基本运算，我们可以使用模板方法模式来实现这个计算器类，定义一个名为Calculator的抽象类，其中包含一个名为add的方法作为算法骨架，以及两个名为subtract和multiply的方法作为算法的特有步骤。

public abstract class Calculator {
    public abstract double add(double a, double b);
    public abstract double subtract(double a, double b);
    public abstract double multiply(double a, double b);
}

具体实现类的设计

我们可以为每种基本运算创建一个具体实现类，如AddCalculator、SubtractCalculator和MultiplyCalculator，这些类继承自Calculator抽象类，并实现了各自的add、subtract和multiply方法。

public class AddCalculator extends Calculator {
    @Override
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
    // ... 其他方法实现 ...
}
public class SubtractCalculator extends Calculator {
    @Override
    public double subtract(double a, double b) {
        return a - b;
    }
    // ... 其他方法实现 ...
}
public class MultiplyCalculator extends Calculator {
    @Override
    public double multiply(double a, double b) {
        return a * b;
    }
    // ... 其他方法实现 ...
}