模板方法模式，一个高效且可扩展的面向对象设计模式

模板方法模式是一种高效且可扩展的面向对象设计模式。它定义了一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中进行实现。这种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。通过使用模板方法模式，可以减少代码重复，提高代码复用性，并使系统更容易扩展。

在面向对象编程中，设计模式是一种解决特定问题的通用解决方案，模板方法模式是这其中一种非常实用的设计模式，它提供了一种在不修改结构的情况下，增加功能的方法，本文将详细介绍模板方法模式的概念、特点以及应用场景。

我们来了解什么是模板方法模式，模板方法模式是一种行为设计模式，它在一个抽象类中定义了一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现，这样，我们可以在不改变算法结构的情况下，通过子类来扩展算法的功能。

模板方法模式的特点主要有以下几点：

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，具体的实现由子类完成。

2、多态性：模板方法模式允许子类重写其中的某些抽象方法，从而实现不同的功能。

3、稳定性：由于模板方法模式将算法的骨架定义在抽象类中，因此即使子类的实现发生变化，算法的结构也不会受到影响。

4、可扩展性：通过继承和接口实现，模板方法模式可以方便地扩展算法的功能。

下面我们来看一个简单的模板方法模式的例子：

假设我们要实现一个计算圆的面积和周长的程序，我们可以使用模板方法模式来实现，我们定义一个抽象类Shape,并在其中定义一个模板方法calculateAreaAndPerimeter()，我们定义两个子类Circle和Rectangle,分别实现计算圆和矩形的面积和周长的方法。

abstract class Shape {
    // 定义一个模板方法
    public abstract double calculateAreaAndPerimeter();
}
class Circle extends Shape {
    private double radius;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    @Override
    public double calculateAreaAndPerimeter() {
        double area = Math.PI * radius * radius;
        double perimeter = 2 * Math.PI * radius;
        return area + ", " + perimeter;
    }
}
class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    @Override
    public double calculateAreaAndPerimeter() {
        double area = width * height;
        double perimeter = 2 * (width + height);
        return area + ", " + perimeter;
    }
}

通过以上代码，我们可以看到模板方法模式的优点：我们可以通过继承和接口实现来方便地扩展算法的功能，同时保持算法结构的稳定。