深入理解 Java 模板模式
在软件开发中，模板模式（Template Pattern）是一种常见的设计模式，用于定义算法的框架结构，将一些特定的步骤延迟到子类中实现。该模式提供了一种有效的方式来重用代码，同时允许子类对算法的某些部分进行定制。
模板模式的基本原则
模板模式基于以下两个基本原则：
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基本结构的定义：模板模式定义了一个算法的框架结构，将算法分割成一系列步骤。这些步骤可以是抽象方法，由子类实现具体的实现细节。一般来说，模板方法模式中的抽象类称为模板类，而具体实现类称为具体类。
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具体实现的延迟：模板模式将一些特定的步骤延迟到子类中实现。这样，子类可以根据自己的需求来实现具体的步骤，同时又保证了算法的整体框架结构的一致性。
模板模式的实现
为了更好地理解模板模式，我们来考虑一个计算器的例子。假设我们需要实现一个计算器，可以进行加法、减法和乘法运算。我们可以使用模板模式来定义计算器的框架结构，然后在子类中实现具体的运算逻辑。
首先，我们创建一个抽象类 Calculator，其中包含了计算器的基本算法框架：
public abstract class Calculator {
// 模板方法，定义了算法的框架结构
public final int calculate(int num1, int num2) {
int result = 0;
// 执行步骤1
result = step1(num1, num2);
// 执行步骤2
result = step2(result);
// 执行步骤3
result = step3(result);
return result;
}
// 抽象方法，由子类实现具体的步骤1
protected abstract int step1(int num1, int num2);
// 抽象方法，由子类实现具体的步骤2
protected abstract int step2(int num);
// 抽象方法，由子类实现具体的步骤3
protected abstract int step3(int num);
}
在 Calculator 类中，我们定义了一个模板方法 calculate，用于执行计算的整个过程。该方法调用了三个抽象方法 step1、step2 和 step3，这些方法由子类来实现具体的运算逻辑。这样，我们就将算法的框架结构和具体的实现细节进行了分离。
接下来，我们创建具体的子类，分别实现加法、减法和乘法运算：
public class AddCalculator extends Calculator {
@Override
protected int step1(int num1, int num2) {
return num1 + num2;
}
@Override
protected int step2(int num) {
return num;
}
@Override
protected int step3(int num) {
return num;
}
}
public class SubtractCalculator extends Calculator {
@Override
protected int step1(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
@Override
protected int step2(int num) {
return num;
}
@Override
protected int step3(int num) {
return num;
}
}
public class MultiplyCalculator extends Calculator {
@Override
protected int step1(int num1, int num2) {
return num1 * num2;
}
@Override
protected int step2(int num) {
return num;
}
@Override
protected int step3(int num) {
return num;
}
}
在子类中，我们分别实现了 step1、step2 和 step3 方法，具体实现了加法、减法和乘法的逻辑。这些子类都继承自 Calculator 类，因此可以直接使用父类的模板方法 `
